Orientador: José Fernando Garcia / Banca: Silvana de Cássia Paulan / Banca: Flávia Lombardi Lopes / Resumo: O gene High Mobility Group AT-hook2 (HMGA2) apresentou fortes evidências de estar associado com o tamanho de umbigo em bovinos da raça Nelore através da análises de associação genômica ampla (GWAS). Diversos relatos de associação desse gene a fenótipos do âmbito da morfologia corporal existem para diferentes espécies, tais como altura em humanos, cães e equinos, e tamanho da orelha em suínos. Descobertas recentes demonstraram que o gene HMGA2 está associado avia metabólica de grande importância fisiológica e biológica que tem como um dos principais fatores o PLAG1 (Pleomorphic adenoma gene1), que está associado ao fator de crescimento semelhante à insulina 2 (IGF2), importante regulador do crescimento e da reprodução em bovinos. No presente trabalho, foi descritaa identificação e caracterização de variação no número de cópias (CNV) cromossomo 5 do cromossomo bovino, na região do gene HMGA2 que apresenta associação a característica de tamanho de umbigo. Análises da sequência completa do genoma de indivíduos Bos taurus e Bos indicus foram empregadas para caracterizar o CNV, sendo sua validação realizada através de PCR quantitativo (qPCR). Além disso, os resultados foram comparados com dados de sequência de animais africanos B. indicus evidenciando a origem zebuína do CNV. / Abstract: The High Mobility Group AT-hook 2 (HMGA2) gene presented strong evidence of being associated with navel size in Nellore cattle through genome association analysis (GWAS). Several reports of association of this gene with phenotypes in the scope of body morphology exist for different species, such as height in humans, dogs and horses, and ear size in swine. Recent discoveries have shown that the HMGA2 gene is associated with a metabolic pathway of great physiological and biological importance that has as one of its main factors PLAG1 (Pleomorphic adenoma gene 1), which is associated with insulin-like growth factor 2 (IGF2), important regulator of growth and reproduction in cattle. In the present work, the identification and characterization of copy number variation (CNV) on chromosome 5 of the bovine chromosome in the region of the HMGA2 gene that has association with the navel size trait was described. Genome sequence analysis of Bos taurus and Bos indicus individuals was used to characterize the CNV, and its validation was performed using quantitative PCR (qPCR). In addition, the results were compared with sequence data from a African B.indicus animals evidencing the indicine origin of the CNV. / Mestre

Orientador: Danísio Prado Munari / Coorientador: Marcos Vinícius Gualberto Barbosa da Silva / Coorientador: Fernando Sebastian Baldi Rey / Banca: Humberto Tonhati / Banca: Adriana Santana do Carmo / Banca: Daniel Guariz Pinheiro / Banca: Marcos Eli Buzanskas / Resumo: Com o avanço das tecnologias genômicas, permitiu-se detectar no genoma de humanos e animais domésticos elevado número de variações estruturais cromossômicas, como variação no número de cópias (CNV). No melhoramento genético de animais domésticos, CNVs podem auxiliar no entendimento da variabilidade genética de características de importância econômica, pois a maioria dessas regiões influenciam a expressão de genes com funções biológicas específicas. Com a finalidade de verificar possíveis relações de CNVs com características de sanidade, reprodutivas e produtivas em rebanhos leiteiros, o objetivo deste trabalho foi detectar e caracterizar CNVs em bovinos da raça composta Girolando (Gir X Holandês), identificar CNVs específicas em animais Girolando oriundas de animais da raça Gir e Holandês e investigar a diferenciação populacional entre as três raças por meio da variação no número de cópias nas regiões próximas aos genes anotados no genoma bovino. Para detecção das CNVs por meio dos dados de painel de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP), no capítulo 2, foram utilizados registros de 1.607 vacas genotipadas com painel de SNP de média densidade (50K SNP) e de 280 touros genotipados com painel de alta densidade (HD SNP). A detecção foi realizada por meio do modelo oculto de Markov implementado pelo programa PennCNV. Foram utilizados dois touros ressequenciados para identificação das CNVs pelo método "read -depth" por meio dos dados de sequenciamento de nova-geração (NGS). Um t... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The advances of the genomic technologies has enabled to identify a high number of chromosomal structural variations in human and domestic animal genomes, such as copy number variation (CNV). In animal breeding, CNVs may assist to understand genetic variability of the economic important traits due most of the CNVs influence gene expression with specific biological functions. To identify possible CNVs linked to health, reproductive and productive traits in dairy cattle, the objective of this work was to detect and to describe CNVs in Girolando cattle (Gir x Holstein), to identify breed-specific CNV regions in Girolando from Gir and Holstein, and to investigate the population differentiation among the breeds using the copy number located on regions within annotated genes. In chapter 2, the CNV detection using single-nucleotidepolymorphism (SNP) panel was carried out on 1.607 females genotyped with the medium-density SNP panel (50K SNP) and 280 bulls genotyped with high-density panel (HD SNP) using Hidden Markov model implemented by PennCNV software. CNV calling also was perform using read-depth method applied on next-generation sequencing (NGS) data from two bulls resenquenced. A total of 203 and 213 CNVs candidate's regions were picked using 50K e HD panels, respectively. Deletions and duplications related to parasite resistance, to disease susceptibility, and to reproductive efficiency was observed mainly located on chromosome BTA 5 and BTA 17. The detection and characterizati... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

O transtorno do espectro autista (ASD) é uma doença clinica e geneticamente heterogênea, com mecanismo etiológico ainda pouco conhecido. Assim, os principais objetivos deste trabalho foram descrever as características clínicas e genéticas de pacientes brasileiros com ASD, bem como determinar o risco de recorrência e a herdabilidade. Verificamos que a maioria das comorbidades avaliadas tem prevalência similar àquelas anteriormente descritas. A hipotonia exibiu maior prevalência no sexo feminino. A ausência de fala apresentou prevalência significativamente maior no grupo de pacientes com comorbidades, sendo que a gravidade da fala foi positivamente correlacionada com a presença das crises convulsivas. A herdabilidade estimada foi de 76% e o risco de recorrência ~5%. As alterações citogenéticas e os casos positivos para a Síndrome do X-Frágil explicaram cerca de 8% dos casos de ASD da nossa amostra. As CNVs nas regiões estudadas foram detectadas em 2,7% da amostra. Nós verificamos que há penetrância incompleta do ASD para as regiões. O estudo mais detalhado dos dois casos de duplicação da região 15q13.3, envolvendo somente o gene CHRNA7, mostrou que um dos pacientes (F5240) exibiu uma segunda CNV, possivelmente patogênica. A análise in silico sugeriu que genes que interagem diretamente com o CHRNA7 podem conter mutações patogênicas e, juntamente com a duplicação do 15q13.3, possivelmente estão envolvidos na etiologia do ASD. Este estudo mostrou que é necessário fazer uma ampla caracterização genética dos pacientes, para possibilitar o estudo dos possíveis mecanismos moleculares envolvidos na causa do ASD / Autism Spectrum Disorder (ASD) is a clinically and genetically heterogeneous disease and its etiological mechanisms are still poorly understood. The main objectives of this study were to describe the clinical and genetic features of Brazilian patients with ASD, and to determine the recurrence risk and heritability. Great part of the comorbidities assessed here had comparable prevalence to those of previous works. The hypotonia was significantly prevalent in the female sex. Absent speech was significantly more frequent in patients with comorbidities, and severity of speech problems was positively correlated with presence of seizures. Heritability was estimated as 76% and the recurrence risk as approximately 5%. Cytogenetic alterations and positive results for Fragile X Syndrome explain about 8% of the ASD etiology of our sample. The CNVs at the chromosomal regions 15q11-q13, 16p11.2 and 22q13 were present in 2.7% of the sample. Incomplete penetrance of ASD was observed for the 16p and 15q regions. Further investigation of the two cases with duplication of the region 15q13.3, involving only the CHRNA7 gene, revealed that one of them (F5240) exhibited a second possible pathogenic CNV. In silico analysis suggested that genes interacting directly with the CHRNA7 could harbor pathogenic mutations and, together with the duplication at 15q13.3, could be involved in the ASD etiology. This study showed the necessity of a broad genetic characterization of patients with ASD, to enable the elucidation of possible molecular mechanisms related to ASD etiology

Os transtornos do espectro autista (TEA) são condições neuropsiquiátricas caracterizadas por padrões comportamentais estereotipados, ausência ou limitação de comunicação verbal e de interação social recíproca. Diversos estudos têm mostrado que esses transtornos possuem etiologia genética complexa e heterogênea, o que dificulta a identificação dos fatores causais. Estima-se que cerca de 70% dos casos de TEA são idiopáticos. Portanto, com o objetivo de identificar mecanismos etiológicos associados aos TEA, utilizamos as seguintes estratégias: customização de uma lâmina de microarray CGH que possibilite a detecção não só de grandes CNVs, mas também de alterações menores do que 10 kbp, em exons e regiões UTR de genes potencialmente candidatos; a comparação entre os tipos de rearranjos detectados em pacientes sindrômicos e em não sindrômicos e, ainda, a investigação mais detalhada de uma família com indivíduos portadores de transtorno autista e síndrome de Asperger. Foram avaliados 103 portadores de TEA não sindrômicos e 18 sindrômicos, sendo as taxas de detecção de alterações potencialmente patogênicas, respectivamente, de 11,6% e 38,9%. Dentre as alterações detectadas 44,4% são menores do que 10 Kbp. Portanto, a estratégia de usar uma lâmina customizada, com alta densidade de sondas complementares aos exons e regiões não codificantes de genes potencialmente envolvidos na etiologia dos TEA, capaz de detectar tanto alterações grandes quanto pequenas, parece ser relevante na tentativa de elucidar o maior número de casos possíveis e melhor compreender esses transtornos. Além disso, essa lâmina também pode ser utilizada como uma ferramenta para auxiliar o diagnóstico clínico e o aconselhamento genético com um custo mais acessível em comparação a outras comerciais ou ao sequenciamento de última geração. Cerca de 33,3% das CNVs observadas afetam região UTR, sugerindo que mutações nessas regiões podem explicar uma proporção significativa dos casos nos quais não são detectadas alterações através de outros testes genômicos, visto que a maioria desses ainda não exploram adequadamente regiões não codificantes. Entre os pacientes autistas não sindrômicos verificou-se que a maioria dos genes afetados por CNVs estão envolvidos em duas principais funções biológicas - sinapses glutamatérgicas e orientação axonal, sugerindo que TEA não sindrômico pode ser causado por disfunção em genes diferentes envolvidos em processos fisiológicos comuns. Diferente do que observamos entre pacientes não sindrômicos, detectamos mais de uma alteração em um mesmo indivíduo ou alterações que englobam mais de um gene entre os pacientes sindrômicos, reforçando o modelo oligogênico para alguns casos de TEA. Por fim, os dados obtidos no estudo da família com portadores de síndrome de Asperger e transtorno autista sugere que a gravidade do quadro clínico possa estar relacionada ao número de mutações e possivelmente por duas mutações diferentes em ambos os alelos de um mesmo gene. Nossos resultados, além de apoiar o envolvimento dos genes MDGA2, FHIT, HTR2A, SHANK2, GRIA3, ZNF778, PRKCα, CDH15, DIAPH3, GCH1, GRM5, MARK1, SLC17A6, IMMP2L, BZRAP1, SYNGAP1, ANK3, MAP1A, GABRR2 e LAMC3 nos TEA também sugere novos genes candidatos: LRRC7, LRRIQ3, CADPS1, NUFIP, SEMA3A, SNAP29, MBD2, GAD2, DGKH e PARD3 / The autism spectrum disorders (ASD) are neuropsychiatric conditions typically characterized by social deficits, communication difficulties, stereotyped or repetitive behaviors and interests. Several studies have shown that these disorders have a complex and heterogeneous genetic etiology, which makes difficult to identify the causal factors. Approximately 70% of cases are idiopathic. In order to identify etiological mechanisms associated with ASD, we have used the following strategies: customized a microarray CGH platform that allows detection not only of large CNVs, but also alterations smaller than 10 kbp in exons and UTR regions of potential candidate genes, the comparison between the types of rearrangements detected in syndromic and non-syndromic patients and further, more detailed investigation of a family segregating both autistic disorder and Asperger syndrome. We evaluated 103 nonsyndromic and 18 syndromic patients by the custom-designed array and the detection rate of possibly pathogenic alterations were, respectively, 11.6% and 38.9%. Among these CNVs, 44.4% are smaller than 10 kbp. Therefore, the strategy of using a custom-designed array, enriched with probes targeted to genes potentially involved in the ASD etiology and able to detect both large and small CNVs, seems to be relevant in an attempt to elucidate the largest number of cases and to better understand these disorders. Furthermore, this platform can also be used as a tool to support the clinical diagnosis and genetic counseling with a more affordable cost compared to conventional other or next-generation sequencing. Approximately 33.3% of the observed CNVs affect UTR region, suggesting that mutations in non-coding regions might explain a significant proportion of ASD cases negative for most genomic screenings, which still do not explore adequately these regions. Among nonsyndromic autistic patients we found that most of the genes affected by CNVs are involved in two main biological functions - glutamatergic synapses and axonal guidance, suggesting that nonsyndromic ASD can be caused by dysfunction in different genes of a few common physiological processes. In contrast to our findings in nonsyndromic patients, we detected more than one alteration in a single individual or alterations that involve more than one gene among the syndromic patients, reinforcing the oligogenic model for some cases of ASD. Finally, the data obtained in the study of the family segregating both Asperger syndrome and autistic disorder suggests that the severity of ASD seems to be modulated by the number of hits and possibly by hits in both alleles of the same gene. Our results support the involvement of genes MDGA2, FHIT, HTR2A, SHANK2, GRIA3, ZNF778, PRKCα, CDH15, DIAPH3, GCH1, GRM5, MARK1, SLC17A6, IMMP2L, BZRAP1, SYNGAP1, ANK3, MAP1A, GABRR2 and LAMC3 in ASD etiology and also suggests new candidates: LRRC7, LRRIQ3, CADPS1, NUFIP, SEMA3A, SNAP29, MBD2, GAD2, DGKH and PARD3

Orientador: Agnes Cristina Fett Conte / Banca: Társis Antonio Paiva Vieira / Banca: Karina Griesi Oliveira / Banca: Ana Elizabete Silva / Banca: Flávia Cristina Rodrigues Lisoni / Resumo: Mesmo com toda evolução de estratégias moleculares de investigação, a etiologia dos Transtornos do Espectro do Autismo (TEA) ainda é bastante discutida, devido a sua variação e complexidade. São doenças que se manifestam nos três primeiros anos de vida, caracterizadas por alterações na comunicação, socialização, comportamento repetitivo e estereotipias, isolados ou associados a defeitos congênitos, doenças genéticas ou outras afecções. Em indivíduos com estas alterações do comportamento, dismórficos ou não dismórficos, já foram descritas alterações em todos os cromossomos e há genes propostos como candidatos de estarem envolvidos na etiopatogenia. Há relatos de casos com alterações, como mutações e variações no número de cópias (CNVs), envolvendo genes expressos no sistema nervoso central. Este estudo investigou por MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), mutações e CNVs nos genes sinápticos UBE3A, GRM5, DLGAP2, NEDD4, NRXN1, CASP3, MAGI2, SHANK1, SHANK2 e PTEN, que também estão envolvidos na formação, manutenção sináptica e neurotransmissão. Também investigou indiretamente outros genes e regiões gênicas possíveis de serem investigadas pelos kits comerciais utilizados. Foram estudados 300 indivíduos com Transtornos do Espectro do Autístismo e encontrados 23(8%) com alterações, em oito dos dez genes selecionados, além de outras três regiões como em PTENP1, KLLN e 16p11.2. Não foram observadas alterações nos genes UBE3A, PTEN e SHANK1. Nenhum paciente apresentou mais do que uma alteração. Nos casos possíveis, foi realizada a investigação da alteração nos progenitores para verificar se foram herdados ou de novo. Em alguns casos os achados genotípicos e fenotípicos puderam ser diretamente relacionados. Os dados mostraram que mutações, duplicações, mas especialmente deleções exônicas não são eventos raros em autistas e parecem participar na patogênese ... / Abstract: Even with all of molecular evolution research strategies, the etiology of Autism Spectrum Disorders (ASD) is still widely debated, due to its complexity and variation. These are disorders that manifest in the first three years of life, characterized by changes in communication, socialization, repetitive and stereotypic behavior, isolated or associated with birth defects, genetic disorders or other conditions. In individuals with these behavioral changes, dysmorphic or not dysmorphic, changes have been described in all chromosomes and genes proposed there as candidates to be involved in the pathogenesis. There are reports of cases with changes such as mutations and Copy Number Variations (CNVs) involving genes expressed in the central nervous system. This study investigated by MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), CNVs and mutations in synaptic genes UBE3A, GRM5, DLGAP2, NEDD4, NRXN1, CASP3, MAGI2, SHANK1, SHANK2 and PTEN, which are also involved in the formation, maintenance and synaptic neurotransmission. Also indirectly investigated other possible genes and gene regions being investigated by commercial kits. The 300 individuals with the Autism Spectrum Disorders were studied and found 23 (8%) with alterations in eight of the ten selected genes, beyond three others regions as PTENP1, KLLN and 16p11.2. No alterations in UBE3A, PTEN and SHANK1 genes were observed. No patient had more than one alteration. When possible, to investigate the alteration in the parents was performed to determine whether they were inherited or de novo. In some cases the genotypic and phenotypic findings could be directly related. The data showed that mutations, duplications, but especially exonic deletions are not uncommon in autistic events and seem to participate in the pathogenesis of this psychiatric disorder. These alterations may contribute to the predisposition to ASD / Doutor

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-26Bitstream added on 2015-04-09T12:47:33Z : No. of bitstreams: 1 000809536.pdf: 1473123 bytes, checksum: 2b308f972c7df5bb7d769f1d2a9e03f6 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Mesmo com toda evolução de estratégias moleculares de investigação, a etiologia dos Transtornos do Espectro do Autismo (TEA) ainda é bastante discutida, devido a sua variação e complexidade. São doenças que se manifestam nos três primeiros anos de vida, caracterizadas por alterações na comunicação, socialização, comportamento repetitivo e estereotipias, isolados ou associados a defeitos congênitos, doenças genéticas ou outras afecções. Em indivíduos com estas alterações do comportamento, dismórficos ou não dismórficos, já foram descritas alterações em todos os cromossomos e há genes propostos como candidatos de estarem envolvidos na etiopatogenia. Há relatos de casos com alterações, como mutações e variações no número de cópias (CNVs), envolvendo genes expressos no sistema nervoso central. Este estudo investigou por MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), mutações e CNVs nos genes sinápticos UBE3A, GRM5, DLGAP2, NEDD4, NRXN1, CASP3, MAGI2, SHANK1, SHANK2 e PTEN, que também estão envolvidos na formação, manutenção sináptica e neurotransmissão. Também investigou indiretamente outros genes e regiões gênicas possíveis de serem investigadas pelos kits comerciais utilizados. Foram estudados 300 indivíduos com Transtornos do Espectro do Autístismo e encontrados 23(8%) com alterações, em oito dos dez genes selecionados, além de outras três regiões como em PTENP1, KLLN e 16p11.2. Não foram observadas alterações nos genes UBE3A, PTEN e SHANK1. Nenhum paciente apresentou mais do que uma alteração. Nos casos possíveis, foi realizada a investigação da alteração nos progenitores para verificar se foram herdados ou de novo. Em alguns casos os achados genotípicos e fenotípicos puderam ser diretamente relacionados. Os dados mostraram que mutações, duplicações, mas especialmente deleções exônicas não são eventos raros em autistas e parecem participar na patogênese ... / Even with all of molecular evolution research strategies, the etiology of Autism Spectrum Disorders (ASD) is still widely debated, due to its complexity and variation. These are disorders that manifest in the first three years of life, characterized by changes in communication, socialization, repetitive and stereotypic behavior, isolated or associated with birth defects, genetic disorders or other conditions. In individuals with these behavioral changes, dysmorphic or not dysmorphic, changes have been described in all chromosomes and genes proposed there as candidates to be involved in the pathogenesis. There are reports of cases with changes such as mutations and Copy Number Variations (CNVs) involving genes expressed in the central nervous system. This study investigated by MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification), CNVs and mutations in synaptic genes UBE3A, GRM5, DLGAP2, NEDD4, NRXN1, CASP3, MAGI2, SHANK1, SHANK2 and PTEN, which are also involved in the formation, maintenance and synaptic neurotransmission. Also indirectly investigated other possible genes and gene regions being investigated by commercial kits. The 300 individuals with the Autism Spectrum Disorders were studied and found 23 (8%) with alterations in eight of the ten selected genes, beyond three others regions as PTENP1, KLLN and 16p11.2. No alterations in UBE3A, PTEN and SHANK1 genes were observed. No patient had more than one alteration. When possible, to investigate the alteration in the parents was performed to determine whether they were inherited or de novo. In some cases the genotypic and phenotypic findings could be directly related. The data showed that mutations, duplications, but especially exonic deletions are not uncommon in autistic events and seem to participate in the pathogenesis of this psychiatric disorder. These alterations may contribute to the predisposition to ASD

Os transtornos do espectro autista (TEA) são condições neuropsiquiátricas caracterizadas por padrões comportamentais estereotipados, ausência ou limitação de comunicação verbal e de interação social recíproca. Diversos estudos têm mostrado que esses transtornos possuem etiologia genética complexa e heterogênea, o que dificulta a identificação dos fatores causais. Estima-se que cerca de 70% dos casos de TEA são idiopáticos. Portanto, com o objetivo de identificar mecanismos etiológicos associados aos TEA, utilizamos as seguintes estratégias: customização de uma lâmina de microarray CGH que possibilite a detecção não só de grandes CNVs, mas também de alterações menores do que 10 kbp, em exons e regiões UTR de genes potencialmente candidatos; a comparação entre os tipos de rearranjos detectados em pacientes sindrômicos e em não sindrômicos e, ainda, a investigação mais detalhada de uma família com indivíduos portadores de transtorno autista e síndrome de Asperger. Foram avaliados 103 portadores de TEA não sindrômicos e 18 sindrômicos, sendo as taxas de detecção de alterações potencialmente patogênicas, respectivamente, de 11,6% e 38,9%. Dentre as alterações detectadas 44,4% são menores do que 10 Kbp. Portanto, a estratégia de usar uma lâmina customizada, com alta densidade de sondas complementares aos exons e regiões não codificantes de genes potencialmente envolvidos na etiologia dos TEA, capaz de detectar tanto alterações grandes quanto pequenas, parece ser relevante na tentativa de elucidar o maior número de casos possíveis e melhor compreender esses transtornos. Além disso, essa lâmina também pode ser utilizada como uma ferramenta para auxiliar o diagnóstico clínico e o aconselhamento genético com um custo mais acessível em comparação a outras comerciais ou ao sequenciamento de última geração. Cerca de 33,3% das CNVs observadas afetam região UTR, sugerindo que mutações nessas regiões podem explicar uma proporção significativa dos casos nos quais não são detectadas alterações através de outros testes genômicos, visto que a maioria desses ainda não exploram adequadamente regiões não codificantes. Entre os pacientes autistas não sindrômicos verificou-se que a maioria dos genes afetados por CNVs estão envolvidos em duas principais funções biológicas - sinapses glutamatérgicas e orientação axonal, sugerindo que TEA não sindrômico pode ser causado por disfunção em genes diferentes envolvidos em processos fisiológicos comuns. Diferente do que observamos entre pacientes não sindrômicos, detectamos mais de uma alteração em um mesmo indivíduo ou alterações que englobam mais de um gene entre os pacientes sindrômicos, reforçando o modelo oligogênico para alguns casos de TEA. Por fim, os dados obtidos no estudo da família com portadores de síndrome de Asperger e transtorno autista sugere que a gravidade do quadro clínico possa estar relacionada ao número de mutações e possivelmente por duas mutações diferentes em ambos os alelos de um mesmo gene. Nossos resultados, além de apoiar o envolvimento dos genes MDGA2, FHIT, HTR2A, SHANK2, GRIA3, ZNF778, PRKCα, CDH15, DIAPH3, GCH1, GRM5, MARK1, SLC17A6, IMMP2L, BZRAP1, SYNGAP1, ANK3, MAP1A, GABRR2 e LAMC3 nos TEA também sugere novos genes candidatos: LRRC7, LRRIQ3, CADPS1, NUFIP, SEMA3A, SNAP29, MBD2, GAD2, DGKH e PARD3 / The autism spectrum disorders (ASD) are neuropsychiatric conditions typically characterized by social deficits, communication difficulties, stereotyped or repetitive behaviors and interests. Several studies have shown that these disorders have a complex and heterogeneous genetic etiology, which makes difficult to identify the causal factors. Approximately 70% of cases are idiopathic. In order to identify etiological mechanisms associated with ASD, we have used the following strategies: customized a microarray CGH platform that allows detection not only of large CNVs, but also alterations smaller than 10 kbp in exons and UTR regions of potential candidate genes, the comparison between the types of rearrangements detected in syndromic and non-syndromic patients and further, more detailed investigation of a family segregating both autistic disorder and Asperger syndrome. We evaluated 103 nonsyndromic and 18 syndromic patients by the custom-designed array and the detection rate of possibly pathogenic alterations were, respectively, 11.6% and 38.9%. Among these CNVs, 44.4% are smaller than 10 kbp. Therefore, the strategy of using a custom-designed array, enriched with probes targeted to genes potentially involved in the ASD etiology and able to detect both large and small CNVs, seems to be relevant in an attempt to elucidate the largest number of cases and to better understand these disorders. Furthermore, this platform can also be used as a tool to support the clinical diagnosis and genetic counseling with a more affordable cost compared to conventional other or next-generation sequencing. Approximately 33.3% of the observed CNVs affect UTR region, suggesting that mutations in non-coding regions might explain a significant proportion of ASD cases negative for most genomic screenings, which still do not explore adequately these regions. Among nonsyndromic autistic patients we found that most of the genes affected by CNVs are involved in two main biological functions - glutamatergic synapses and axonal guidance, suggesting that nonsyndromic ASD can be caused by dysfunction in different genes of a few common physiological processes. In contrast to our findings in nonsyndromic patients, we detected more than one alteration in a single individual or alterations that involve more than one gene among the syndromic patients, reinforcing the oligogenic model for some cases of ASD. Finally, the data obtained in the study of the family segregating both Asperger syndrome and autistic disorder suggests that the severity of ASD seems to be modulated by the number of hits and possibly by hits in both alleles of the same gene. Our results support the involvement of genes MDGA2, FHIT, HTR2A, SHANK2, GRIA3, ZNF778, PRKCα, CDH15, DIAPH3, GCH1, GRM5, MARK1, SLC17A6, IMMP2L, BZRAP1, SYNGAP1, ANK3, MAP1A, GABRR2 and LAMC3 in ASD etiology and also suggests new candidates: LRRC7, LRRIQ3, CADPS1, NUFIP, SEMA3A, SNAP29, MBD2, GAD2, DGKH and PARD3

Orientadores: Antonia Paula Marques de Faria, Maricilda Palandi de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-30T05:34:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Henrique_PamelaPontes_M.pdf: 8320960 bytes, checksum: 1d8ff3e1253bf81cc18b4afd51572860 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A deficiência intelectual ligada ao X (DILX) é uma das causas genéticas mais frequentes de deficiência intelectual (DI), ocorrendo em 10 a 12% de todos os homens afetados, provavelmente pelo maior número de genes identificados no cromossomo X em comparação a qualquer segmento autossômico. Cerca de 100 genes seriam determinantes de DILX, porém mesmo com o conhecimento do papel de vários deles, há aspectos a serem elucidados, como a contribuição de cada um na determinação da DI ou ainda as correlações genótipo-fenótipo, cuja análise depende da investigação genética em indivíduos com DI idiopática. Entre os métodos que permitem a investigação molecular dessa condição destaca-se a Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) por sua rapidez, sensibilidade e baixo custo. O objetivo do presente estudo foi investigar alterações em genes do cromossomo X pela técnica de MLPA em pacientes do sexo masculino com atraso global do desenvolvimento ou DI de origem indeterminada. Foram investigados 107 indivíduos com o kit SALSA MLPA P106 MRX probemix (MRC-Holland), 104 deles apresentaram resultado na faixa de normalidade e em três foram identificadas alterações do número de cópias interpretadas como duplicações. O paciente P13 apresentou alteração no gene HUWE1, que atua no controle da diferenciação neural e tem mutações descritas em algumas famílias com DI de moderada a grave; no paciente P139 foram identificadas alterações nos genes SCL6A8 e GDI, ambas confirmadas pela análise por Real Time Polymerase Chain Reaction (qPCR); mutações no primeiro são incluídas entre as síndromes de deficiência de creatina, com fenótipos variando de DI leve e atraso de fala até DI grave, convulsões e alterações de comportamento no sexo masculino, enquanto no segundo se associam à DILX inespecífica; já no paciente P39 foi detectada alteração no gene ARX, relacionado a mais de uma condição classificada como DILX sindrômica, que não foi confirmada. Como apenas alguns éxons relacionados à DILX foram investigados, não se afasta a eventual ocorrência de rearranjos localizados em regiões não abordadas pelo kit utilizado. Contudo, a técnica utilizada se mostrou uma opção de custo relativamente baixo e fácil reprodutibilidade, sendo viável para aplicação em algoritmos de investigação da DI. Os resultados reforçam a relevância da DILX entre as causas de DI, justificando a inclusão de testes moleculares específicos para a elucidação diagnóstica dessa condição / Abstract: X-linked intellectual disability (XLID) is one of the most frequent genetic causes of intellectual disability (ID), occurring in 10-12% of all affected men, probably because the larger number of identified genes on the X chromosome related to this condition than in any other autosomal segment. Although about 100 genes have been considered as determinant of XLID, the the role of several of these genes remains yet be elucidated despite the knowledge on the function of several of them. For instance, the contribution of each gene in determining the ID and the genotype-phenotype correlation depend on the genetic investigation of affected individuals. The Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) is among the methods that allow molecular investigation of this condition because it is rapid and low cost and presents high sensitivity. The aim of this study was to investigate copy number variations in X-linked genes by MLPA technique in males with global developmental delay or ID of undetermined origin. A hundred and seven individuals were investigated using SALSA MLPA P106 MRX kit (MRC-Holland) and alterations were confirmed by Real Time Polymerase Chain Reaction (qPCR). A normal invariant pattern was observed in 104 out of 107 individuals, and three showed variations that have been interpreted as duplications. Patient P13 showed increased signal for HUWE1 gene, which plays a role in the control of neural differentiation. HUWE1 mutations have been described in families with moderate or severe ID. Patient P139 showed increased signals corresponding to regions of SCL6A8 and GDI1 genes. The former is included among genes involved in the creatine deficiency syndrome whose phenotype can range from mild ID and speech delay to severe ID, convulsions and behavior changes in males, and the latter is involved with non-syndromic XLID. Conversely, the variation in ARX gene, which is associated to more than one condition classified as syndromic XLID, observed in MLPA analysis for patient P39 was not confirmed in the qPCR assay. As only a few exons related to XLID were investigated, it does not rule out the possible occurrence of rearrangements located in regions not covered by the kit used. However, the technique employed was an easily reproducible, relatively low cost option, manageable for application in ID research algorithms. The results reinforce the importance of XLID among the causes of ID, justifying the inclusion of specific molecular tests for the laboratory diagnosis of this condition / Mestrado / Ciencias Biomedicas / Mestra em Ciências Médicas

O transtorno do espectro autista (ASD) é uma doença clinica e geneticamente heterogênea, com mecanismo etiológico ainda pouco conhecido. Assim, os principais objetivos deste trabalho foram descrever as características clínicas e genéticas de pacientes brasileiros com ASD, bem como determinar o risco de recorrência e a herdabilidade. Verificamos que a maioria das comorbidades avaliadas tem prevalência similar àquelas anteriormente descritas. A hipotonia exibiu maior prevalência no sexo feminino. A ausência de fala apresentou prevalência significativamente maior no grupo de pacientes com comorbidades, sendo que a gravidade da fala foi positivamente correlacionada com a presença das crises convulsivas. A herdabilidade estimada foi de 76% e o risco de recorrência ~5%. As alterações citogenéticas e os casos positivos para a Síndrome do X-Frágil explicaram cerca de 8% dos casos de ASD da nossa amostra. As CNVs nas regiões estudadas foram detectadas em 2,7% da amostra. Nós verificamos que há penetrância incompleta do ASD para as regiões. O estudo mais detalhado dos dois casos de duplicação da região 15q13.3, envolvendo somente o gene CHRNA7, mostrou que um dos pacientes (F5240) exibiu uma segunda CNV, possivelmente patogênica. A análise in silico sugeriu que genes que interagem diretamente com o CHRNA7 podem conter mutações patogênicas e, juntamente com a duplicação do 15q13.3, possivelmente estão envolvidos na etiologia do ASD. Este estudo mostrou que é necessário fazer uma ampla caracterização genética dos pacientes, para possibilitar o estudo dos possíveis mecanismos moleculares envolvidos na causa do ASD / Autism Spectrum Disorder (ASD) is a clinically and genetically heterogeneous disease and its etiological mechanisms are still poorly understood. The main objectives of this study were to describe the clinical and genetic features of Brazilian patients with ASD, and to determine the recurrence risk and heritability. Great part of the comorbidities assessed here had comparable prevalence to those of previous works. The hypotonia was significantly prevalent in the female sex. Absent speech was significantly more frequent in patients with comorbidities, and severity of speech problems was positively correlated with presence of seizures. Heritability was estimated as 76% and the recurrence risk as approximately 5%. Cytogenetic alterations and positive results for Fragile X Syndrome explain about 8% of the ASD etiology of our sample. The CNVs at the chromosomal regions 15q11-q13, 16p11.2 and 22q13 were present in 2.7% of the sample. Incomplete penetrance of ASD was observed for the 16p and 15q regions. Further investigation of the two cases with duplication of the region 15q13.3, involving only the CHRNA7 gene, revealed that one of them (F5240) exhibited a second possible pathogenic CNV. In silico analysis suggested that genes interacting directly with the CHRNA7 could harbor pathogenic mutations and, together with the duplication at 15q13.3, could be involved in the ASD etiology. This study showed the necessity of a broad genetic characterization of patients with ASD, to enable the elucidation of possible molecular mechanisms related to ASD etiology

INTRODUÇÃO: Os defeitos cardíacos congênitos (DCC) são um grupo de anormalidades estruturais mais prevalentes ao nascimento e uma das principais causas de morbidade e mortalidade infantil. Os fatores genéticos são importantes na etiologia dos DCC. Estudos têm mostrado a contribuição da variação no número de cópias (CNV) na gênese das malformações cardíacas. A deleção 22q11.2 é a causa mais comum de microdeleção humana e está relacionada com defeito cardíaco (DCC) conotruncal. O MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) é um método eficaz para detectar microdeleções/microduplicações em pacientes com DCC. OBJETIVO: Detectar a presença da variação no número de cópias gênicas em pacientes portadores de cardiopatia conotruncal pela técnica de MLPA e associar ao fenótipo do paciente. MÉTODOS: Foram avaliados 39 pacientes (23 do sexo masculino, 16 do sexo feminino) com idade entre 2 dias e 19 anos (mediana de 6 anos), todos com cardiopatia conotruncal, a maioria dos pacientes (56%) apresentavam tetralogia de Fallot. Avaliação clínica e laboratorial foi realizada em todos os pacientes. O cariótipo foi normal em todos pacientes. MLPA foi realizada com os kits P064, P036/P070 e P250. RESULTADOS: Foram detectadas CNVs em sete pacientes: deleção 22q11.2, duplicação 22q11.2, duplicação 15q11.2, duplicação 20p12.2, deleção 19p, duplicação 15q e duplicação 8p23.2 com duplicação 10p12.31. As cardiopatias encontradas nestes pacientes foram: dupla via de saída de ventrículo direito (2), coartação da aorta, tetralogia de Fallot (3) e transposição de grandes artérias. Os achados clínicos extracardíacos encontrados nestes pacientes foram dismorfismo facial, dente neonatal, atrofia e displasia cerebral, atresia duodenal, dificuldade de aprendizado, insuficiência velofaríngea, aplasia de timo, refluxo gastroesofágico, hérnia umbilical, asma, infecções de vias aéreas frequente, déficit de crescimento e somente três apresentavam retardo no desenvolvimento neuropsicomotor (dup 15q11.2, dup 15q, del 22q11.2). As características clínicas foram compatíveis com o relatado na literatura associado com a microdeleção/microduplicação encontrada. Nenhuma destas alterações foram herdadas de seus pais testados em seis casos. CONCLUSÃO: O uso do MLPA possibilitou a detecção de CNVs em pacientes com DCC. O diagnóstico precoce das CNVs em pacientes com DCC auxilia na prevenção de morbidade e diminuição da mortalidade nestes pacientes, contudo em um país com regiões com poucos recursos laboratoriais genéticos uma avaliação clínica minuciosa em todo paciente com DCC é imprescindível para direcionar qual melhor exame deve ser realizado / INTRODUCTION: Congenital heart defects (CHD) are a group of structural abnormalities most prevalent birth and a major cause of infant morbidity and mortality. Genetic factors are important in the etiology of CHD. Studies have shown the contribution of copy number variation (CNV) in the genesis of cardiac malformations. The deleletion 22q11.2 is the most common cause of human microdeletion and is related conotruncal cardiac defect (DCC). The MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) is an effective method to detect microdeletions/micoduplications in patients with CHD. PURPOSE: Detect the presence of gene copies number variation in the patients with conotruncal heart defect by MLPA technique and associate the phenotype of the patient. METHODS: 39 patients (23 males, 16 females) aged 2 days old - 19 years old (median= 6 years old) with conotruncal cardiac defect were evaluated. Tetralogy of Fallot was more prevalent heart defect (56%). All patients were evaluated clinical and laboratory. Karyotypes were normal in all pacients. MLPA was performed with the P064, P036/P070 and P250 kits. RESULTS: CNVs were detected in seven patients: 22q11.2 deletion, 22q11.2 duplication, 15q11.2 duplication, 20p12.2 duplication, 19p deletion, 15q duplication and 8p23.2 duplication with 10p12.31 duplication. The congenital heart defect found in these patients were: double outlet right ventricle (2), coarctation of the aorta, tetralogy of Fallot (3) and transposition of the great arteries. Clinical findings in these patients were facial dysmorphism, neonatal tooth, brain atrophy and dysplasia, duodenal atresia, learning disabilities, velopharyngeal insufficiency, thymic aplasia, gastroesophageal reflux, umbilical hernia, asthma, frequent infections of the airways , failure to thrive, and only three had delayed psychomotor development (dup 15q 11.2, dup 15q, del 22q11.2) The clinical features were consistent with those reported in the literature associated with the microdeletion /microduplication found. None of these alterations were inherited from six parents tested. CONCLUSIONS: MLPA was effective to detect CNVs in patients with CHD. Early diagnosis of CNVs in patients with CHD assists in preventing morbidity and decreased mortality in these patients, however, in a country with regions with few genetic laboratory resources a thorough clinical evaluation in all patients with CHD is essential to direct which should be further analyzed performed