Final publication is available at http://journals.lww.com/otology-neurotology/Pages/default.aspx / 京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第19574号 / 医博第4081号 / 新制||医||1013(附属図書館) / 32610 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 渡邉 大, 教授 伊佐 正, 教授 一山 智 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

A audição representa a principal fonte para o aprendizado da fala e linguagem durante a infância e a surdez e a privação de estímulos auditivos pode implicar em dificuldades emocionais e sociais àqueles indivíduos afetados. Aproximadamente 360 milhões de pessoas sofrem de perda auditiva no mundo, o que corresponde a 5,3% da população mundial. A surdez pode se desenvolver em decorrência de causas genéticas (hereditárias), não-genéticas e ambientais. As infecções pré-natais e a exposição a ruídos constituem as causas ambientais mais comuns. Já a surdez hereditária, constitui o transtorno neurossensorial mais comum em humanos, com uma prevalência de 1:1000 nascidos vivos. Mais de 70% dos casos de surdez hereditária constituem casos não-sindrômicos, destes cerca de 70% cursam com surdez congênita ou pré-lingual. Na maioria dos casos, a perda auditiva hereditária é neurossensorial, heterogênea, com diferentes padrões de herança e com uma grande quantidade de genes envolvidos. Estudos têm demonstrado o importante papel dos genes GJB2, GJB6 e SLC26A4 na fisiologia do ouvido interno e alterações nestes genes têm sido relatadas como causa da surdez hereditária. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar a base genética e o papel do gene SLC26A4 na perda auditiva neurossensorial (PANS) nãosindrômica pré-lingual em pacientes atendidos pelo serviço de Genética Médica do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. Para isso, uma série de 88 casos foi investigada quanto a características clínicas e moleculares. A amostra abrangeu indivíduos de ambos os sexos, com idade de 2 a 63 anos, provenientes de 88 famílias diferentes, assistidos durante o período de 2003 a 2013. As amostras foram triadas pela técnica de High Resolution Melting (HRM) e em seguida levadas para o seqüenciamento para caracterização das alterações. Na série de casos estudada, 23,9% (21/88) dos pacientes portadores de surdez neurossensorial não-sindrômica pré-lingual evidenciaram alterações nos genes GJB2, GJB6 e SLC26A4 sugeridas como patogênicas. A prevalência de alterações no gene SLC26A4 foi de 28,4% (25/88), não relacionada à Síndrome do Aqueduto Vestibular Alargado (SAVA). Dentre as 11 alterações encontradas neste gene, três constituem mutações não descritas: p.Gly139Arg, p.Ile254Val, p.Asn382Lys. Os genótipos mais freqüentes neste estudo foram a c.35delG/c.35delG no gene GJB2 (5/88), a dupla heterozigose com o gene GJB6 c.35delG/del(GJB6-D13S1854) (3,4%) e chr7:g.107301238C>G/wt no gene SLC26A4 (10,2%). Entretanto, apenas 19,3% dos indivíduos apresentaram genótipos sugeridos como responsáveis pelo fenótipo estudado. Alterações particulares no gene SLC26A4 podem sugerir a explicação para a surdez genética para aproximadamente 9,1% destes casos. Destes, cinco casos de heterozigose preditas como patogênicas (p.Ile300Leu; p.Asn324Tyr e p.Asn382Lys), dois casos de heterozigose composta (chr7:g.107301201T>C/chr7:g.107301238C>G e chr7:g.107301238C>G/p.Gly139Arg) e um caso de dupla heterozigose com GJB2 (chr7:g.107301238C>G/c.35delG). Isto ressalta a importância do gene SLC26A4 para o diagnóstico molecular de surdez hereditária e reforça a sua potencial contribuição para o processo de aconselhamento genético. Entretanto, nossos dados sugerem a necessidade de testes funcionais a fim de elucidar o papel destas alterações para o estabelecimento do fenótipo, como também, a presença de outros genes ou regiões envolvidas naqueles casos em que mutações monoalélicas não foram suficientes para justificar o fenótipo. / The hearing is the main source for learning speech and language during childhood and deafness and deprivation of auditory stimuli can result in emotional and social difficulties to those affected individuals. Approximately 360 million people suffer from hearing loss worldwide which corresponds to 5.3% of the world population. Deafness may develop due to genetic (hereditary), non-genetic and environmental causes. Prenatal infections and exposure to noise are the most common environmental causes. Hereditary deafness is the most common sensorineural disorder in humans, with a prevalence of 1:1000 live births. More than 70% of hereditary deafness cases are nonsyndromic, about 70% of these occur with congenital or prelingual deafness. In most cases, inherited sensorineural hearing loss is heterogeneous, with different patterns of inheritance and with a large number of genes involved. Studies have shown the important role of genes GJB2, GJB6 and SLC26A4 in the physiology of the inner ear and changes in these genes have been reported as cause of hereditary hearing loss. Thus, the aim of this study was to investigate the genetic basis and the role of SLC26A4 gene in non-syndromic prelingual sensorineural hearing loss (SNHL) in patients enrolled in the Medical Genetics Service of Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. For this, a series of 88 cases were submitted to a clinical and molecular investigation. The sample consisted of individuals of both sexes, aged 2-63 years from 88 different families, assisted during the period 2003-2013. The samples were screened by the technique of High Resolution Melting (HRM) and then taken for sequencing to characterize the mutations. In the series of cases studied, 23.9% (21/88) of patients with non-syndromic prelingual sensorineural deafness showed variants in genes GJB2, GJB6 and SLC26A4 suggested as pathogenic. The prevalence of mutations in the SLC26A4 gene was 28.4% (25/88), not related to non-syndromic EVA. Among the 11 mutations found in this gene, three are reported as novel mutations: p.Gly139Arg, p.Ile254Val, p.Asn382Lys. The most frequent genotypes found in this study were the c.35delG/c.35delG in GJB2 gene (5/88), the double heterozygosity with GJB6 gene c.35delG/del(GJB6-D13S1854) (3,4%) and chr7:g.107301238C>G/wt in the SLC26A4 gene (10,2%). However, only 19.3% of subjects presented genotypes suggested as responsible for the studied phenotype. Particular mutations in the SLC26A4 gene may suggest the explanation for the genetic deafness to approximately 9.1% of these cases. Of these, five cases of heterozygosity predicted as pathogenic (p.Ile300Leu; p.Asn324Tyr and p.Asn382Lys), two cases of compound heterozygosity (chr7:g.107301201T>C/chr7:g.107301238C>G and chr7:g.107301238C>G/p.Gly139Arg) and one case of double heterozygosity with GJB2 gene (chr7:g.107301238C>G/c.35delG). Those data highlights the importance of the SLC26A4 gene for molecular diagnosis of hereditary hearing loss and give strength to its potential contribution to the genetic counseling process. However, our data suggest the need for functional tests in order to elucidate the role of these changes to the phenotype, as well as the presence of other genes or regions involved in those cases that monoallelic mutations were not sufficient to justify the phenotype.

A audição representa a principal fonte para o aprendizado da fala e linguagem durante a infância e a surdez e a privação de estímulos auditivos pode implicar em dificuldades emocionais e sociais àqueles indivíduos afetados. Aproximadamente 360 milhões de pessoas sofrem de perda auditiva no mundo, o que corresponde a 5,3% da população mundial. A surdez pode se desenvolver em decorrência de causas genéticas (hereditárias), não-genéticas e ambientais. As infecções pré-natais e a exposição a ruídos constituem as causas ambientais mais comuns. Já a surdez hereditária, constitui o transtorno neurossensorial mais comum em humanos, com uma prevalência de 1:1000 nascidos vivos. Mais de 70% dos casos de surdez hereditária constituem casos não-sindrômicos, destes cerca de 70% cursam com surdez congênita ou pré-lingual. Na maioria dos casos, a perda auditiva hereditária é neurossensorial, heterogênea, com diferentes padrões de herança e com uma grande quantidade de genes envolvidos. Estudos têm demonstrado o importante papel dos genes GJB2, GJB6 e SLC26A4 na fisiologia do ouvido interno e alterações nestes genes têm sido relatadas como causa da surdez hereditária. Desta forma, o objetivo deste estudo foi investigar a base genética e o papel do gene SLC26A4 na perda auditiva neurossensorial (PANS) nãosindrômica pré-lingual em pacientes atendidos pelo serviço de Genética Médica do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. Para isso, uma série de 88 casos foi investigada quanto a características clínicas e moleculares. A amostra abrangeu indivíduos de ambos os sexos, com idade de 2 a 63 anos, provenientes de 88 famílias diferentes, assistidos durante o período de 2003 a 2013. As amostras foram triadas pela técnica de High Resolution Melting (HRM) e em seguida levadas para o seqüenciamento para caracterização das alterações. Na série de casos estudada, 23,9% (21/88) dos pacientes portadores de surdez neurossensorial não-sindrômica pré-lingual evidenciaram alterações nos genes GJB2, GJB6 e SLC26A4 sugeridas como patogênicas. A prevalência de alterações no gene SLC26A4 foi de 28,4% (25/88), não relacionada à Síndrome do Aqueduto Vestibular Alargado (SAVA). Dentre as 11 alterações encontradas neste gene, três constituem mutações não descritas: p.Gly139Arg, p.Ile254Val, p.Asn382Lys. Os genótipos mais freqüentes neste estudo foram a c.35delG/c.35delG no gene GJB2 (5/88), a dupla heterozigose com o gene GJB6 c.35delG/del(GJB6-D13S1854) (3,4%) e chr7:g.107301238C>G/wt no gene SLC26A4 (10,2%). Entretanto, apenas 19,3% dos indivíduos apresentaram genótipos sugeridos como responsáveis pelo fenótipo estudado. Alterações particulares no gene SLC26A4 podem sugerir a explicação para a surdez genética para aproximadamente 9,1% destes casos. Destes, cinco casos de heterozigose preditas como patogênicas (p.Ile300Leu; p.Asn324Tyr e p.Asn382Lys), dois casos de heterozigose composta (chr7:g.107301201T>C/chr7:g.107301238C>G e chr7:g.107301238C>G/p.Gly139Arg) e um caso de dupla heterozigose com GJB2 (chr7:g.107301238C>G/c.35delG). Isto ressalta a importância do gene SLC26A4 para o diagnóstico molecular de surdez hereditária e reforça a sua potencial contribuição para o processo de aconselhamento genético. Entretanto, nossos dados sugerem a necessidade de testes funcionais a fim de elucidar o papel destas alterações para o estabelecimento do fenótipo, como também, a presença de outros genes ou regiões envolvidas naqueles casos em que mutações monoalélicas não foram suficientes para justificar o fenótipo. / The hearing is the main source for learning speech and language during childhood and deafness and deprivation of auditory stimuli can result in emotional and social difficulties to those affected individuals. Approximately 360 million people suffer from hearing loss worldwide which corresponds to 5.3% of the world population. Deafness may develop due to genetic (hereditary), non-genetic and environmental causes. Prenatal infections and exposure to noise are the most common environmental causes. Hereditary deafness is the most common sensorineural disorder in humans, with a prevalence of 1:1000 live births. More than 70% of hereditary deafness cases are nonsyndromic, about 70% of these occur with congenital or prelingual deafness. In most cases, inherited sensorineural hearing loss is heterogeneous, with different patterns of inheritance and with a large number of genes involved. Studies have shown the important role of genes GJB2, GJB6 and SLC26A4 in the physiology of the inner ear and changes in these genes have been reported as cause of hereditary hearing loss. Thus, the aim of this study was to investigate the genetic basis and the role of SLC26A4 gene in non-syndromic prelingual sensorineural hearing loss (SNHL) in patients enrolled in the Medical Genetics Service of Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. For this, a series of 88 cases were submitted to a clinical and molecular investigation. The sample consisted of individuals of both sexes, aged 2-63 years from 88 different families, assisted during the period 2003-2013. The samples were screened by the technique of High Resolution Melting (HRM) and then taken for sequencing to characterize the mutations. In the series of cases studied, 23.9% (21/88) of patients with non-syndromic prelingual sensorineural deafness showed variants in genes GJB2, GJB6 and SLC26A4 suggested as pathogenic. The prevalence of mutations in the SLC26A4 gene was 28.4% (25/88), not related to non-syndromic EVA. Among the 11 mutations found in this gene, three are reported as novel mutations: p.Gly139Arg, p.Ile254Val, p.Asn382Lys. The most frequent genotypes found in this study were the c.35delG/c.35delG in GJB2 gene (5/88), the double heterozygosity with GJB6 gene c.35delG/del(GJB6-D13S1854) (3,4%) and chr7:g.107301238C>G/wt in the SLC26A4 gene (10,2%). However, only 19.3% of subjects presented genotypes suggested as responsible for the studied phenotype. Particular mutations in the SLC26A4 gene may suggest the explanation for the genetic deafness to approximately 9.1% of these cases. Of these, five cases of heterozygosity predicted as pathogenic (p.Ile300Leu; p.Asn324Tyr and p.Asn382Lys), two cases of compound heterozygosity (chr7:g.107301201T>C/chr7:g.107301238C>G and chr7:g.107301238C>G/p.Gly139Arg) and one case of double heterozygosity with GJB2 gene (chr7:g.107301238C>G/c.35delG). Those data highlights the importance of the SLC26A4 gene for molecular diagnosis of hereditary hearing loss and give strength to its potential contribution to the genetic counseling process. However, our data suggest the need for functional tests in order to elucidate the role of these changes to the phenotype, as well as the presence of other genes or regions involved in those cases that monoallelic mutations were not sufficient to justify the phenotype.

Pendrin is an anion transporter that is expressed in several organs. In the thyroid gland, pendrin is localized at the apical pole of thyrocytes and it is responsible for the iodide efflux from thyrocytes into the colloid in the follicular lumen where iodide is organificated. The extrathyroidal expression was shown in the inner ear, kidney, placenta and mammary gland. Carriers of mutations in the pendrin gene (PDS, SLC26A4) display variable phenotypical features following the autosomal recessive manner of the inheritance: combined thyroid and hearing affection (Pendred syndrome - OMIM274600), nonsyndromic autosomal recessive neurosensory deafness (DFNB4 - OMIM600791) or isolated enlarged vestibular aqueduct (EVA - OMIM603545). The thyroid affection is usually manifested as euthyroid or hypothyroid goitre in the second decade of life. In a minority of patients, dyshormonogenesis is present at birth, and the disease is diagnosed in the frame of the nation-wide neonatal screening for congenital hypothyroidism.