Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição complexa, que acomete 2-3% da população mundial, constituindo um importante problema de saúde pública. No entanto, uma parcela significativa dos casos de DI permanece sem um diagnóstico definitivo, o que demonstra que muitos fatores etiológicos associados a esta condição ainda precisam ser elucidados. Há um consenso de que o número de homens com DI supera em 30% o número de mulheres, um achado atribuído à presença de mutações em genes localizados no cromossomo X. Dentre os genes presentes neste cromossomo que são expressos no cérebro, o Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) foi identificado como um potencial candidato a estar relacionado à DI ligada ao X (DILX). O gene JARID1C codifica uma desmetilase da lisina 4 da histona H3 (H3K4), imprescindível para a regulação epigenética. Tão importante quanto o estudo do gene JARID1C em pacientes com DI é a busca por variações no número de cópias gênicas (VNCs) em regiões cromossômicas subteloméricas. Genes relacionados ao desenvolvimento cerebral são enriquecidos em VNCs e as regiões subteloméricas são mais susceptíveis à formação destes rearranjos. Diante do exposto, neste estudo, investigamos mutações no gene JARID1C (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 e 23) em 148 homens portadores de DI pertencentes a famílias com padrão de segregação sugestivo de DILX. Paralelamente, analisamos VNCs subteloméricas em 174 homens com DI familiar de etiologia idiopática, independente do padrão de segregação. Para todos os indivíduos selecionados, amostras de DNA genômico foram extraídas a partir de sangue periférico e alterações genéticas frequentemente relacionadas à DI foram previamente excluídas (expansões trinucleotídicas nos loci FRAXA e FRAXE e mutações nos genes MECP2 e ARX). A análise do gene JARID1C foi realizada pela técnica de PCR, seguida da análise dos produtos amplificados por sequenciamento. Foram identificadas quatro variantes silenciosas (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A, c.1902C>A). Através da análise in silico de sequências exônicas acentuadoras de splicing (ESEs) localizadas nas posições das variantes encontradas, foi possível classificar a variante c.1884G>A como neutra e as três variantes restantes como possíveis criadoras de ESEs. Já para a investigação das VNCs subteloméricas, foi utilizada a metodologia de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA), capaz de identificar microdeleções e microduplicações nas 46 regiões subteloméricas. Para este fim, inicialmente, os indivíduos foram investigados pelo kit de MLPA P036, enquanto que para aqueles que exibiram alterações também foi utilizado o kit P070. A validação das VNCs encontradas foi realizada por PCR quantitativo em Tempo Real. A análise por MLPA revelou um indivíduo apresentando duas deleções (9p e 13q), um indivíduo apresentando duas amplificações (1p e 2p), dois indivíduos apresentando uma deleção e uma amplificação (18p e 18q; 4p e 8p), quatro indivíduos portadores de uma deleção cada (10p, 20p, 3q e 22q) e dois indivíduos com uma amplificação cada (7q e 20p). Algumas das alterações subteloméricas encontradas (2,87%) representam VNCs de relevância clínica para o estudo da DI, reforçando a importância do rastreamento de rotina de VNCs subteloméricas na DI familiar. Consideramos que a elucidação de novos genes ou mecanismos moleculares diretamente relacionados à DI é um caminho promissor e urgente para o estabelecimento de novas estratégias terapêuticas possíveis. / Intellectual Disability (ID) is a complex condition, which affects 2-3% of general population, constituting a major public health problem. Nevertheless, a significant number of ID cases remain to have a definitive diagnosis, showing that many etiologic factors associated with this condition need to be elucidated. There is a consensus that the number of ID males exceeds by 30% the number of females, a finding that is attributed to the presence of mutations in genes located on chromosome X. Among the X-linked brain-expressed genes, the Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) was identified as a potential candidate to be related to X-Linked ID (XLID). The JARID1C gene encodes a histone demethylase specific for histone 3 lysine 4 (H3K4), which is indispensable for the epigenetic regulation. As important as the study of JARID1C gene in ID patients is the search for subtelomeric copy number variations (CNVs). Genes related to brain development are enriched in CNVs and subtelomeric regions are particularly susceptible to these rearrangements. In view of this evidence, in this study we investigated JARID1C mutations (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 and 23) among 148 males with ID from families with a segregation pattern suggestive of XLID. In parallel, we analyzed subtelomeric CNVs among 174 males with idiopathic familial ID, regardless of the segregation pattern. For all selected individuals, genomic DNA was extracted from peripheral blood and other frequent genetic causes related to ID were previously excluded (trinucleotide expansions at FRAXA and FRAXE loci and mutations in MECP2 and ARX genes). The JARID1C gene analysis was performed by PCR followed by sequencing analysis of the amplified products. We identified four silent mutations (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A and c.1902C>A). In silico analysis of exonic splicing enhancers (ESEs) located in the variants positions made possible to classify the variant c.1884G>A as neutral and the remaining variants as potential creators of new ESEs. For the investigation of subtelomeric CNVs, Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) methodology was applied to identify microdeletions and microduplications in the 46 subtelomeric regions. For this purpose, individuals were initially investigated by P036 MLPA kit, whereas for those who exhibited abnormalities, the P070 kit was also used. The CNVs validation was performed by quantitative Real Time PCR. The MLPA analysis revealed an individual with two deletions (9p and 13q), an individual with two amplifications (1p and 2p), two individuals with a deletion and amplification (18q and 18p; 4p and 8p), four individuals with a deletion (10p, 20p, 3q and 22q) and two individuals with an amplification (7q and 20p). Some of the changes found (2,87%) represent subtelomeric CNVs of clinical relevance for the study of ID, reinforcing the importance of routine screening of subtelomeric CVNs in cases of familial ID. We believe that the elucidation of novel genes or molecular mechanisms directly related to ID is a promising and urgent way for establishing new possible therapeutic strategies.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / A Deficiência Intelectual (DI) é uma condição complexa, que acomete 2-3% da população mundial, constituindo um importante problema de saúde pública. No entanto, uma parcela significativa dos casos de DI permanece sem um diagnóstico definitivo, o que demonstra que muitos fatores etiológicos associados a esta condição ainda precisam ser elucidados. Há um consenso de que o número de homens com DI supera em 30% o número de mulheres, um achado atribuído à presença de mutações em genes localizados no cromossomo X. Dentre os genes presentes neste cromossomo que são expressos no cérebro, o Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) foi identificado como um potencial candidato a estar relacionado à DI ligada ao X (DILX). O gene JARID1C codifica uma desmetilase da lisina 4 da histona H3 (H3K4), imprescindível para a regulação epigenética. Tão importante quanto o estudo do gene JARID1C em pacientes com DI é a busca por variações no número de cópias gênicas (VNCs) em regiões cromossômicas subteloméricas. Genes relacionados ao desenvolvimento cerebral são enriquecidos em VNCs e as regiões subteloméricas são mais susceptíveis à formação destes rearranjos. Diante do exposto, neste estudo, investigamos mutações no gene JARID1C (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 e 23) em 148 homens portadores de DI pertencentes a famílias com padrão de segregação sugestivo de DILX. Paralelamente, analisamos VNCs subteloméricas em 174 homens com DI familiar de etiologia idiopática, independente do padrão de segregação. Para todos os indivíduos selecionados, amostras de DNA genômico foram extraídas a partir de sangue periférico e alterações genéticas frequentemente relacionadas à DI foram previamente excluídas (expansões trinucleotídicas nos loci FRAXA e FRAXE e mutações nos genes MECP2 e ARX). A análise do gene JARID1C foi realizada pela técnica de PCR, seguida da análise dos produtos amplificados por sequenciamento. Foram identificadas quatro variantes silenciosas (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A, c.1902C>A). Através da análise in silico de sequências exônicas acentuadoras de splicing (ESEs) localizadas nas posições das variantes encontradas, foi possível classificar a variante c.1884G>A como neutra e as três variantes restantes como possíveis criadoras de ESEs. Já para a investigação das VNCs subteloméricas, foi utilizada a metodologia de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA), capaz de identificar microdeleções e microduplicações nas 46 regiões subteloméricas. Para este fim, inicialmente, os indivíduos foram investigados pelo kit de MLPA P036, enquanto que para aqueles que exibiram alterações também foi utilizado o kit P070. A validação das VNCs encontradas foi realizada por PCR quantitativo em Tempo Real. A análise por MLPA revelou um indivíduo apresentando duas deleções (9p e 13q), um indivíduo apresentando duas amplificações (1p e 2p), dois indivíduos apresentando uma deleção e uma amplificação (18p e 18q; 4p e 8p), quatro indivíduos portadores de uma deleção cada (10p, 20p, 3q e 22q) e dois indivíduos com uma amplificação cada (7q e 20p). Algumas das alterações subteloméricas encontradas (2,87%) representam VNCs de relevância clínica para o estudo da DI, reforçando a importância do rastreamento de rotina de VNCs subteloméricas na DI familiar. Consideramos que a elucidação de novos genes ou mecanismos moleculares diretamente relacionados à DI é um caminho promissor e urgente para o estabelecimento de novas estratégias terapêuticas possíveis. / Intellectual Disability (ID) is a complex condition, which affects 2-3% of general population, constituting a major public health problem. Nevertheless, a significant number of ID cases remain to have a definitive diagnosis, showing that many etiologic factors associated with this condition need to be elucidated. There is a consensus that the number of ID males exceeds by 30% the number of females, a finding that is attributed to the presence of mutations in genes located on chromosome X. Among the X-linked brain-expressed genes, the Jumonji AT-rich interactive domain 1C (JARID1C) was identified as a potential candidate to be related to X-Linked ID (XLID). The JARID1C gene encodes a histone demethylase specific for histone 3 lysine 4 (H3K4), which is indispensable for the epigenetic regulation. As important as the study of JARID1C gene in ID patients is the search for subtelomeric copy number variations (CNVs). Genes related to brain development are enriched in CNVs and subtelomeric regions are particularly susceptible to these rearrangements. In view of this evidence, in this study we investigated JARID1C mutations (exons 3, 4, 5, 8, 10, 14 and 23) among 148 males with ID from families with a segregation pattern suggestive of XLID. In parallel, we analyzed subtelomeric CNVs among 174 males with idiopathic familial ID, regardless of the segregation pattern. For all selected individuals, genomic DNA was extracted from peripheral blood and other frequent genetic causes related to ID were previously excluded (trinucleotide expansions at FRAXA and FRAXE loci and mutations in MECP2 and ARX genes). The JARID1C gene analysis was performed by PCR followed by sequencing analysis of the amplified products. We identified four silent mutations (c.564G>A, c.633G>C, c.1884G>A and c.1902C>A). In silico analysis of exonic splicing enhancers (ESEs) located in the variants positions made possible to classify the variant c.1884G>A as neutral and the remaining variants as potential creators of new ESEs. For the investigation of subtelomeric CNVs, Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) methodology was applied to identify microdeletions and microduplications in the 46 subtelomeric regions. For this purpose, individuals were initially investigated by P036 MLPA kit, whereas for those who exhibited abnormalities, the P070 kit was also used. The CNVs validation was performed by quantitative Real Time PCR. The MLPA analysis revealed an individual with two deletions (9p and 13q), an individual with two amplifications (1p and 2p), two individuals with a deletion and amplification (18q and 18p; 4p and 8p), four individuals with a deletion (10p, 20p, 3q and 22q) and two individuals with an amplification (7q and 20p). Some of the changes found (2,87%) represent subtelomeric CNVs of clinical relevance for the study of ID, reinforcing the importance of routine screening of subtelomeric CVNs in cases of familial ID. We believe that the elucidation of novel genes or molecular mechanisms directly related to ID is a promising and urgent way for establishing new possible therapeutic strategies.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O retardo mental (RM) é caracterizado por um funcionamento intelectual significantemente abaixo da média (QI<70). A prevalência de RM varia entre estudos epidemiológicos, sendo estimada em 2-3% da população mundial, constituindo assim, um dos mais importantes problemas de saúde pública. Há um consenso geral de que o RM é mais comum no sexo masculino, um achado atribuído às numerosas mutações nos genes encontrados no cromossomo X, levando ao retardo mental ligado ao X (RMLX). Dentre os genes presentes no cromossomo X, o Jumonji AT-rich interactive domain IC (JARID1C) foi recentemente identificado como um potencial candidato etiológico do RM, quando mutado. O JARID1C codifica uma proteína que atua como uma desmetilase da lisina 4 da histona H3 (H3K4), imprescindível para a regulação epigenética. Tão recente como a identificação do gene JARID1C, é a descoberta de que mudanças no número de cópias de sequências de DNA, caracterizadas por microdeleções e microduplicações, poderiam ser consideradas como razões funcionalmente importantes de RMLX. Atualmente, cerca de 5-10% dos casos de RM em homens são reconhecidos por ocorrerem devido a estas variações do número de cópias no cromossomo X. Neste estudo, investigamos mutações no gene JARID1C, através do rastreamento dos éxons 9, 11, 12, 13, 15 e 16, em 121 homens de famílias com RM provavelmente ligado ao X. Paralelamente, realizamos a análise da variação do número de cópias em 16 genes localizados no cromossomo X através da técnica de MLPA no mesmo grupo de pacientes. Esta metodologia consiste em uma amplificação múltipla que detecta variações no número de cópias de até 50 sequências diferentes de DNA genômico, sendo capaz de distinguir sequências que diferem em apenas um nucleotídeo. O DNA genômico foi extraído a partir de sangue periférico e as amostras foram amplificadas pela técnica de PCR, seguida da análise por sequenciamento direto. Foram identificadas três variantes na sequência do gene JARID1C entre os pacientes analisados: a variante intrônica 2243+11 G>T, que esteve presente em 67% dos pacientes, a variante silenciosa c.1794C>G e a mutação inédita nonsense c.2172C>A, ambas presentes em 0,82% dos indivíduos investigados. A análise através do MLPA revelou uma duplicação em um dos pacientes envolvendo as sondas referentes ao gene GDI1 e ao gene HUWE1. Este trabalho expande o estudo de mutações no gene JARID1C para a população brasileira ereforça a importância da triagem de mutações neste gene em homens portadores de RM familiar de origem idiopática, assim como, é primeiro relato científico relativo à investigação de variações no número de cópias de genes localizados no cromossomo X em homens brasileiros com RM, através da técnica de MLPA. / Mental retardation (MR) is defined as a disability characterized by significant below average intellectual functioning (IQ>70). The prevalence of MR varies between epidemiological studies, estimated at 2-3% of the population, thus constituting a major public health problem. There is a general consensus that MR is more common in males, a finding attributed, in part, to mutations in the genes located on the X chromosome, leading to an X-linked mental retardation (XLMR). Among all the genes present on X chromosome, Jumonji AT-rich interactive domain IC (JARID1C) was recently identified as aetiologic potential candidate of MR, when mutated. The JARID1C gene encodes a protein that acts as a histone demethylase specific for histone 3 lysine 4 (H3K4) and it is indispensable for the epigenetic regulation. As recently as the identification of the JARID1C gene, it is the discovery that changes in the number of copies of DNA sequences, characterized by microdeletions and microduplications, could be regarded as functionally important reasons to XLMR. Currently, about 5-10% of men MR cases are known to occur due to these variations in the number of copies of chromosome X. In this study we investigated mutations in the JARID1C gene by screening of exons 9, 11, 12, 13, 15 and 16 in 121 patients from families with X-linked MR. At the same time we analyzed the variation in the number of copies in 16 genes located in X chromosome through the MLPA technique. This metodology consists of a multiplex amplification that detects variations in the number of copies up to 50 different genomic DNA sequences, being able to distinguish sequences that differ by only one nucleotide. Genomic DNA was extracted from peripheral blood and the samples were amplified by PCR followed by direct sequencing analysis. We identified three sequence variants among 121 patients. The intronic variant c.2243 +11 G> T, which was present in 67% of patients analyzed, the silent variant c.1794C> G and the novel nonsense mutation c.2172C> A, which was present in 0,82% of patients analyzed. The MLPA analysis revealed that the patient 58 exhibited a duplication involving probes for the GDI1 gene and the HUWE1 gene, resulting in an increase in the number of copies of this gene. This work expands the study of mutations in the JARID1C gene for the Brazilian population and reinforces the importance of screening for mutations in this gene in men with idiopathic mental retardation, and it is the first scientific report on the investigation of variations in the number of copies in genes located on chromosome X in Brazilian men with MR using the MLPA technique.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O retardo mental (RM) é caracterizado por um funcionamento intelectual significantemente abaixo da média (QI<70). A prevalência de RM varia entre estudos epidemiológicos, sendo estimada em 2-3% da população mundial, constituindo assim, um dos mais importantes problemas de saúde pública. Há um consenso geral de que o RM é mais comum no sexo masculino, um achado atribuído às numerosas mutações nos genes encontrados no cromossomo X, levando ao retardo mental ligado ao X (RMLX). Dentre os genes presentes no cromossomo X, o Jumonji AT-rich interactive domain IC (JARID1C) foi recentemente identificado como um potencial candidato etiológico do RM, quando mutado. O JARID1C codifica uma proteína que atua como uma desmetilase da lisina 4 da histona H3 (H3K4), imprescindível para a regulação epigenética. Tão recente como a identificação do gene JARID1C, é a descoberta de que mudanças no número de cópias de sequências de DNA, caracterizadas por microdeleções e microduplicações, poderiam ser consideradas como razões funcionalmente importantes de RMLX. Atualmente, cerca de 5-10% dos casos de RM em homens são reconhecidos por ocorrerem devido a estas variações do número de cópias no cromossomo X. Neste estudo, investigamos mutações no gene JARID1C, através do rastreamento dos éxons 9, 11, 12, 13, 15 e 16, em 121 homens de famílias com RM provavelmente ligado ao X. Paralelamente, realizamos a análise da variação do número de cópias em 16 genes localizados no cromossomo X através da técnica de MLPA no mesmo grupo de pacientes. Esta metodologia consiste em uma amplificação múltipla que detecta variações no número de cópias de até 50 sequências diferentes de DNA genômico, sendo capaz de distinguir sequências que diferem em apenas um nucleotídeo. O DNA genômico foi extraído a partir de sangue periférico e as amostras foram amplificadas pela técnica de PCR, seguida da análise por sequenciamento direto. Foram identificadas três variantes na sequência do gene JARID1C entre os pacientes analisados: a variante intrônica 2243+11 G>T, que esteve presente em 67% dos pacientes, a variante silenciosa c.1794C>G e a mutação inédita nonsense c.2172C>A, ambas presentes em 0,82% dos indivíduos investigados. A análise através do MLPA revelou uma duplicação em um dos pacientes envolvendo as sondas referentes ao gene GDI1 e ao gene HUWE1. Este trabalho expande o estudo de mutações no gene JARID1C para a população brasileira ereforça a importância da triagem de mutações neste gene em homens portadores de RM familiar de origem idiopática, assim como, é primeiro relato científico relativo à investigação de variações no número de cópias de genes localizados no cromossomo X em homens brasileiros com RM, através da técnica de MLPA. / Mental retardation (MR) is defined as a disability characterized by significant below average intellectual functioning (IQ>70). The prevalence of MR varies between epidemiological studies, estimated at 2-3% of the population, thus constituting a major public health problem. There is a general consensus that MR is more common in males, a finding attributed, in part, to mutations in the genes located on the X chromosome, leading to an X-linked mental retardation (XLMR). Among all the genes present on X chromosome, Jumonji AT-rich interactive domain IC (JARID1C) was recently identified as aetiologic potential candidate of MR, when mutated. The JARID1C gene encodes a protein that acts as a histone demethylase specific for histone 3 lysine 4 (H3K4) and it is indispensable for the epigenetic regulation. As recently as the identification of the JARID1C gene, it is the discovery that changes in the number of copies of DNA sequences, characterized by microdeletions and microduplications, could be regarded as functionally important reasons to XLMR. Currently, about 5-10% of men MR cases are known to occur due to these variations in the number of copies of chromosome X. In this study we investigated mutations in the JARID1C gene by screening of exons 9, 11, 12, 13, 15 and 16 in 121 patients from families with X-linked MR. At the same time we analyzed the variation in the number of copies in 16 genes located in X chromosome through the MLPA technique. This metodology consists of a multiplex amplification that detects variations in the number of copies up to 50 different genomic DNA sequences, being able to distinguish sequences that differ by only one nucleotide. Genomic DNA was extracted from peripheral blood and the samples were amplified by PCR followed by direct sequencing analysis. We identified three sequence variants among 121 patients. The intronic variant c.2243 +11 G> T, which was present in 67% of patients analyzed, the silent variant c.1794C> G and the novel nonsense mutation c.2172C> A, which was present in 0,82% of patients analyzed. The MLPA analysis revealed that the patient 58 exhibited a duplication involving probes for the GDI1 gene and the HUWE1 gene, resulting in an increase in the number of copies of this gene. This work expands the study of mutations in the JARID1C gene for the Brazilian population and reinforces the importance of screening for mutations in this gene in men with idiopathic mental retardation, and it is the first scientific report on the investigation of variations in the number of copies in genes located on chromosome X in Brazilian men with MR using the MLPA technique.