Orientador: Maricilda Palandi de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:10:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petroli_ReginaldoJose_M.pdf: 2303670 bytes, checksum: 1836c8a6df94a76ee177d830781dc293 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Considera-se que insensibilidade androgênica seja a causa mais freqüente dos distúrbios da diferenciação do sexo em pacientes com cariótipo 46,XY. Trata-se de uma anomalia recessiva ligada ao cromossomo X, que pode se manifestar de forma branda, parcial ou completa, com um amplo espectro de variação fenotípica. O gene do receptor de andrógenos (AR) está localizado no cromossomo X, na região Xq11-12, sendo organizado em oito exons separados por introns de até 26 kb. Sua região codificante apresenta aproximadamente 2.757 pares de bases traduzindo uma proteína de 919 aminoácidos, cujo peso molecular é de aproximadamente 110 kDa. A proteína AR apresenta três domínios funcionais: domínio de regulação transcricional (amino-terminal), domínio de ligação ao DNA que contém dois dedos de zinco (zinc finger) e domínio de ligação ao esteróide (carboxi-terminal). O domínio amino-terminal possui repetições dos aminoácidos glutamina e glicina cujos números podem variar dentro da população normal. O domínio de ligação ao esteróide (carboxi-terminal), apresenta o maior número de mutações, cerca de 55% das descritas neste gene. Entre o domínio de ligação ao DNA e o domínio de ligação ao esteróide encontra-se a região hinge que contém um sinal responsável pela localização nuclear necessária para a translocação do complexo andrógeno/receptor do citoplasma para o núcleo da célula. Pacientes com cariótipo 46,XY e diagnóstico de insensibilidade androgênica geralmente apresentam fenótipo feminino ou ambigüidade genital, porém a produção de testosterona é normal. Nestes pacientes a investigação de mutações no gene do receptor de andrógeno é indicada para a identificação da alteração molecular relacionada à doença. Desta maneira, o presente estudo teve como objetivo a caracterização das alterações moleculares do gene AR, através da análise de seus oito exons e junções exons-introns por reação da cadeia da polimerase (PCR) seguida de sequenciamento dos fragmentos amplificados. Das 47 famílias que compõem a casuística deste trabalho, 14 apresentaram mutações no gene, sendo uma relacionada ao fenótipo brando da insensibilidade androgênica (p.P694S), sete relacionadas ao fenótipo parcial da insensibilidade androgênica (p.Q58L, p.A596T, p.S597R, p.M742V, p.Q798E, p.L830F e p.A896V) e seis relacionadas ao fenótipo completo da insensibilidade androgênica (p.R774H, p.P766S, p.C806F, p.R832Term, p.R855H e p.V866M). Uma paciente apresentou duas alterações, ambas no exon 6 deste gene. Quatro mutações estão sendo descritas pela primeira vez neste trabalho em pacientes com insensibilidade androgênica / Abstract: The androgen insensitivity syndrome (AIS) is considered the most frequent disorders of sex differentiation in patients with 46,XY karyotype. It is a recessive X linked disorder, which manifests as mild, partial or complete forms, with a broad spectrum of phenotypic variation. The androgen receptor gene (AR) is located on the X chromosome within Xq11-12 region. It is organized in eight exons separated by introns up to 26 kb in length. Its coding region comprises approximately 2,757 base pairs translating a protein of 919 amino acids, whose molecular weight is approximately 110 kDa. The AR protein has three functional domains: the transcriptional regulatory domain, the DNA binding domain which contains two zinc fingers and the steroid binding domain in the carboxy-terminal region. The amino-terminal domain presents repeats of glutamine and glycine whose numbers of residues vary within the normal population. The steroid-binding domain presents the highest number of mutations, around 55% of the mutations described in this gene are located in this region. Between the DNA-binding domain and the steroid-binding domain there is a hinge region that contains a signal responsible for nuclear localization required for translocation of the complex androgen/receptor from the cytoplasm to the cell nucleus. Patients with 46,XY karyotype and androgen insensitivity diagnosis usually have female or ambiguous genitalia, but normal testosterone production. In these patients the investigation of androgen receptor gene mutations is indicated to identify the molecular changes related with AIS. Therefore, the aim of this study was to characterize molecular alterations in the AR gene, by analysis of the eight exons and introns-exons junctions by polymerase chain reaction (PCR) followed by sequencing the amplified fragments. Fourteen out of 46 families comprised in this study had mutations identified. One mutation corresponded to the mild phenotype of androgen insensitivity (p.P694S), seven were related to the partial androgen insensitivity phenotype (p.Q58L, p.A596T, P. S597R, p.M742V, p.Q798E, p.L830F and p.A896V), and six were associated to the complete androgen insensitivity phenotype (p.R774H, p.P766S, p.C806F, p.R832Term, p.R855H and p.V866M). One patient presented two mutations, both located in exon 6 of the gene. Four mutations were described for the first time in this research in patients with androgen insensitivity / Mestrado / Genetica Animal e Evolução / Mestre em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Maricilda Palandi de Mello, Fernanda Caroline Soardi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-25T03:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Petroli_ReginaldoJose_D.pdf: 6228632 bytes, checksum: e6e99d402e3d99ccab57c84290065e84 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O receptor de andrógenos (AR) é um fator de transcrição pertencente à superfamília de receptores nucleares e é ativado por fosforilação e dimerização sob a ligação ao hormônio. Várias funções são atribuídas a este receptor, sendo a principal delas o desenvolvimento e manutenção das características sexuais masculinas, atua na regulação da expressão gênica e diferenciação celular em tecidos alvos. O presente trabalho teve por objetivo principal a análise do efeito das mutações p.Pro695Ser, p.Ser759Tre, p.Leu768Val., p.Cis806Fen+p.Gln798Glu, p.Leu830Fen, p.Ile898Fen e p.Pro904Arg sobre a função do AR. As mutações acima citadas, localizadas no domínio de ligação ao hormônio, foram identificadas por sequenciamento direto do gene do AR de pacientes 46,XY com diferentes graus da Síndrome da Insensibilidade Androgênica (AIS). Mutações nesse domínio geralmente rompem a ligação aos andrógenos naturais, porém há algumas que não afetam essa ligação, mas interferem na interação entre os domínios amino e carboxi-terminal (N/C terminal), importante para a estabilização receptor-ligante. Assim, ambas funções foram investigadas. Para se avaliar a capacidade de transativação das proteínas AR mutantes, foi realizada a técnica de mutagênese sítio dirigida no cDNA completo, seguida de transfecção e expressão em células e mamíferos e, análise de transativação induzida por concentrações crescentes de 5?-diidrotestosterona (DHT) utilizando-se um gene repórter. A análise das interações N/C-terminal para cada AR mutante foi realizada pela técnica de duplo-híbrido em células de mamíferos. A mutação p.Pro695Ser apresentou atividades de transativação de 85% e 82% nos ensaios transativação com o cDNA completo e no duplo-híbrido, respectivamente, em valores de DHT fisiológicos (cerca de 1 nM). As atividades atingiram valores normais em concentrações elevadas de DHT indicando um baixo efeito sobre a atividade gonadal. No entanto, em concentrações de DHT inferiores a atividade de transativação decai para menos de 50% nos dois experimentos, podendo afetar as funções do AR em tecidos não gonadais. Esta mutação foi considerada "branda" e corresponde perfeitamente ao fenótipo masculino do paciente que se apresentava com ginecomastia, mas com fertilidade preservada. Com 1 nM de hormônio, as mutações p.Ser759Tre, p.Leu830Fen, p.Ile898Fen apresentaram atividade de transativação superior a 20%, havendo um aumento de resposta com concentrações crescentes. No entanto, o comportamento de cada uma no experimento de interação N/C diferiu sendo que a p.Ile898Fen não apresentou atividade em nenhuma concentração de ligante; as p.Ser759Tre e p.Leu830Fen responderam positivamente ao aumento da concentração de DHT atingindo 50% e 250% da atividade trancricional do receptor selvagem, respectivamente. Esses resultados indicam um fenótipo parcial de AIS (PAIS) para os portadores das mutações p.Ser759Tre e p.Leu830Fen. Nesses casos verificou-se uma boa correlação dos achados funcionais com os fenótipos dos pacientes que apresentavam graus variados de PAIS. Já para a mutação p.Ile898Fen o fenótipo esperado baseando-se nos resultados funcionais seria o de AIS na forma completa (CAIS), porém os pacientes portadores desta mutação apresentavam graus variados de ambiguidade genital compatíveis com o fenótipo PAIS. Isto indica que outros fatores devem estar influenciando a manifestação fenotípica nesse caso. A mutação p.Leu768Val apresentou atividade transcricional nula em 1 nM de DHT nos dois experimentos, um perfil típico do fenótipo CAIS apresentado pelo portador desta mutação. As mutações p.Gln798Glu e p.Cis806Fen estudadas separadamente apresentaram respostas à indução de DHT semelhantes às de mutações "brandas" e PAIS, respectivamente. No entanto, quando estudadas em conjunto, a atividade de transativação com 1 nM foi inferior a 10%, aumentando com o aumento da concentração de ligante, comportamento compatível com mutações mais graves resultando no fenótipo CAIS observado nesse caso. Por último, a mutação p.Pro904Arg, embora tenha reduzido a atividade trancricional para cerca de 20% da selvagem no experimento com o cDNA completo, no experimento com duplo híbrido a atividade foi nula indicando uma ação mais grave compatível com a forma CAIS observada. A análise funcional do AR aqui realizada pode elucidar alguns mecanismos moleculares associados a cada mutação, bem como pode fornecer subsídios para a resposta ao tratamento com DHT em cada caso em particular / Abstract: The androgen receptor (AR) is a transcription factor that belongs to the superfamily of nuclear receptors activated by phosphorylation and dimerization by hormone binding. Several functions are attributed for AR, like male sex development, regulation of gene expression and cell differentiation in target tissues. The aim of this study was to analyze the effect of mutations p.Pro695Ser, p.Ser759Tre, p.Leu768Val, p.Cys806Phe+ p.Gln798Glu, p.Leu830Phe, p.Ile898Phe and p.Pro904Arg upon AR transactivation activity. All mutations studied here are located in the hormone-binding domain and were identified in patients with different degrees of androgen insensitivity syndrome (AIS) by AR gene sequencing. Mutations in this domain can result in the impairment of androgen ligation, but there are cases that it does not affect the binding but interfere with the interaction between the amino and carboxi-terminal domains (N/C terminal), important step for receptor-binding stabilization. Thus, both functions have been studied in this work. To evaluate the ability of AR transactivation of mutant proteins, the site-directed mutagenesis assay was performed on full-length cDNA, followed by transfection and expression in mammalian cells. The analysis of transactivation of a reporter gene with different dihydrotestosterone (DHT) concentrations was performed. The analysis of N/C-terminal interactions for each mutant AR was performed by two- hybrid mammalian assay. The mutation p.Pro695Ser reveled transactivation activities of 85% and 82% in transactivation assays with the full-length cDNA and two hybrid assay, respectively, at DHT physiological values (approximately 1 nM). The activities reached normal values at high DHT concentrations, indicating a low effect on gonadal activity. However, in low DHT concentrations, the transactivation activity decays to less than 50% in both experiments, which may affect AR functions in non-gonadal tissues. This mutation was considered "mild" and corresponds perfectly to the male phenotype of the patient who presented with gynecomastia, but with preserved fertility. With 1 nM hormone, the p.Ser759Tre, p.Leu830Phe, p.Ile898Phe mutations showed transactivation activity higher than 20%, the response increased with higher DHT concentrations. However, in N/C interaction assays, those mutations showed different results. The p.Ile898Phe revealed a complete disruption in N/C interaction at all hormone concentrations; the p.Ser759Tre and p.Leu830Phe showed positive response with the increasing in DHT concentrations and reached 50% and 250% of the transcriptional activity of wild type, respectively. Such results indicate a partial AIS phenotype (PAIS) as functional effect for p.Ser759Tre and p.Leu830Phe. In these cases there was a positive correlation with the phenotypes of patients that presented different degrees of PAIS. For the p.Ile898Phe, the expected phenotype based on functional analysis would be the complete form of AIS (CAIS), but the patients with this mutation had variable degrees of genital ambiguity consistent to PAIS. This indicates that other factors must influence the phenotypic manifestation. The p.Leu768Val revealed a complete disruption at 1 nM DHT in both experiments, typical of CAIS. The p.Gln798Glu and p.Cys806Phe mutations studied separately revealed responses to the induction of DHT similar to Mild and Partial phenotypes, respectively. However, when analyzed together, the transactivation activity of 1 nM was lower than 10%, increasing in high ligand concentration, which is consistent to CAIS phenotype. Finally, p.Pro904Arg, although showed residual transcriptional activity around 20% of the wild type in the experiment with the full-length cDNA, it abolished the transcriptional activity when N/C terminal interaction was tested indicating a CAIS phenotype, as observed in the patient. Functional analysis of the AR performed here could elucidate some molecular mechanisms associated with each mutation, and may provide a basis for response to treatment with DHT in each particular case / Doutorado / Genetica Animal e Evolução / Doutor em Genetica e Biologia Molecular