A síndrome SPOAN (acrônimo do inglês spastic paraplegia, optic atrophy and neuropathy) é uma doença neurodegenerativa de herança autossômica recessiva que tem como achados clínicos a atrofia ótica congênita não progressiva, paraplegia espástica e neuropatia ambas progressivas. Ela havia sido mapeada na região cromossômica 11q13, porém a variante patogênica e o gene associados à síndrome não haviam sido identificados. Após execução do sequenciamento do genoma completo de um paciente foi detectada a deleção de 216-pb (chr11.hg19:g.66,024,557_66,024,773del) em homozigose localizada em região regulatória upstream do gene KLC2. Surpreendentemente, essa deleção causa superexpressão do KLC2, detectada em estudos de Real-Time Quantitative Reverse Transcription PCR (qRT-PCR) utilizando fibroblastos e neurônios motores de pacientes comparados com controles. Ensaios utilizando o Danio rerio como modelo in vivo mostraram que tanto o knockdown quanto a superexpressão do klc2 em embriões de zebrafish causa o fenótipo de cauda curvada (leve ou grave); fenótipo esse associado às doenças neurodegenerativas e HSPs. Superexpressão de um gene causada por uma pequena deleção em região regulatória é um novo mecanismo que até então não havia sido descrito na condição autossômica recessiva. Estudos funcionais por meio de gene reporter de LacZ avaliando o padrão de expressão espaço-temporal da região regulatória wild-type e com a deleção de 216-pb foram realizados nesse trabalho em modelo de camundongo, porém, não foi possível identificar um padrão de expressão reprodutível do gene reporter nesse modelo. Por fim, camundongos transgênicos para a superexpresão do KLC2 humano foram gerados, no entanto não foram realizados testes físicos e comportamentais para validar o transgênico como modelo para síndrome SPOAN / SPOAN (the acronym of its clinical symptoms) syndrome is a neurodegenerative disorder mainly characterized by a progressive spastic paraplegia, congenital non-progressive optic atrophy and progressive neuropathy. A potential causative gene was mapped at 11q13, but so far no gene and mutation were identified. Whole-genome sequencing allowed to detect a homozygous 216-bp deletion (chr11.hg19:g.66,024,557_66,024,773del) located at the regulatory upstream region of the KLC2 gene. Surprisingly, this deletion causes KLC2 overexpression detected by Real-Time Quantitative Reverse Transcription PCR (qRT-PCR) using fibroblasts and motor-neurons from patients compared with controls. Assays using Danio rerio as in vivo model showed that the klc2 knockdown either its overexpression in zebrafish embryos causes mild to severe curly-tail phenotype; phenotype that is already well defined as suggestive of a neurodegenerative disorder and HSP. Overexpression of a gene caused by a small deletion in the regulatory region is a novel mechanism, which to the best of our knowledge, was never reported before in a recessive condition. Functional studies using LacZ reporter assay evaluating the spatiotemporal expression pattern of wild-type regulatory region and with the deletion of 216-bp were performed in this work using mouse, but was not possible to identify an especific gene reporter expression pattern in this animal model. As a last experiment, transgenic mice for human KLC2 overexpression were generated, though behavioral tests were not performed to validate this transgenic animal as a model for SPOAN syndrome
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-13122016-105746 |
| Date | 19 August 2016 |
| Creators | Melo, Uirá Souto |
| Contributors | Kok, Fernando |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Tese de Doutorado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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