A síndrome de Silver-Russell (SRS) é caracterizada principalmente por grave retardo de crescimento intrauterino e pós-natal e face típica, pequena e triangular, entre outras características variáveis. A SRS é geneticamente heterogênea, ocorrendo em geral de forma esporádica. Mutações genéticas e epigenéticas em regiões sujeitas a imprinting genômico nos cromossomos 7 e 11 são detectadas em cerca de 50% dos pacientes. Mais frequentemente, a SRS é causada pela alteração da expressão gênica na região 11p15 devido à hipometilação do centro de imprinting telomérico (ICR1) que ocorre em pelo menos 40% dos afetados. Duplicações cromossômicas de origem materna incluindo o centro de imprinting centromérico (ICR2) estão presentes em 1-2% dos casos. A dissomia uniparental materna do cromossomo 7 (matUPD7) é responsável por 5-10% dos casos. Mais recentemente microdeleções e microduplicações cromossômicas foram detectadas em um grupo pequeno de pacientes, algumas delas se mostrando com possível efeito patogênico. Com a identificação da hipometilação de ICR1 em 11p15, matUPD(7) e desequilíbrios (sub)microscópicos, a confirmação molecular para o diagnóstico clínico da SRS tornou-se possível em ~50% dos pacientes, o que deixa metade dos casos sem causa genética determinada. A amostra foi constituída por 64 pacientes brasileiros não aparentados, com suspeita clínica da síndrome de Silver-Russell. O número de cópias de DNA e o padrão de metilação do cromossomo 11p15 foram investigados em 49 pacientes utilizando MS-MLPA, e 21 (43%) deles apresentaram hipometilação de ICR1. Em um desses pacientes (2%), ambos os centros, ICR1 e ICR2, estavam hipometilados, alteração complexa que já foi relatada em ~4% dos pacientes com SRS que apresentavam hipometilação de ICR1. Em outro paciente (2%), foi detectada uma microduplicação de origem materna que incluía o domínio ICR2, mas não ICR1. Essa microduplicação segrega em três gerações de uma família e a manifestação da síndrome depende da transmissão via materna: houve quatro casos de transmissões paternas da microduplicação de um único homem uniformemente resultando em prole normal, e cinco transmissões maternas, de duas irmãs clinicamente normais, com todas as crianças apresentando SRS. Outra microduplicação de origem materna restrita ao domínio ICR2 e associada com SRS em um menino foi descrita anteriormente. Entre os genes duplicados nos dois casos, CDKN1C aparece como candidato para o fenótipo da SRS, uma vez que codifica para um inibidor de quinase dependente de ciclina que regula negativamente o crescimento celular e tem papel crucial no desenvolvimento fetal humano. Esse novo caso familial vem confirmar que a duplicação restrita ao domínio ICR2, de herança materna, está causalmente associada com a SRS; mostra também que nenhuma alteração fenotípica aparente está presente, quando a duplicação é herdada via paterna. Entre os 64 pacientes da amostra, três (4,7%) foram identificados apresentando matUPD(7), pela genotipagem de microssatélites do cromossomo 7. As frequências de hipometilação de ICR1 (43%) e matUPD(7) (4,7%) entre os nossos pacientes, concordantes com o de outros estudos semelhantes, apontam para a seleção adequada dos pacientes com SRS, do ponto de vista clínico. A investigação de microrrearranjos cromossômicos por a-CGH foi realizada em 19 pacientes, que previamente tiveram afastadas alterações (epi)genéticas em 11p15 e a matUPD(7). A maioria dos pacientes não apresentou alterações (n=7) ou possuía apenas CNV frequentes em indivíduos normais da população e consideradas polimorfismos (n=8). Quatro microdeleções potencialmente patogênicas foram detectadas, em 2p23.3 (~320 Kb), 13q24 (~94,3 Kb), 15q11.2 (~320 Kb) e 16p13.11 (~95,8 Kb). Em nenhum dos casos foi possível estabelecer relação direta com o fenótipo da SRS, porque não foi possível investigar ambos os genitores ou a alteração estava presente em um genitor clinicamente normal ou já tinha sido relatada em indivíduo normal da população, não havendo, entretanto, indicação de ser polimórfica. A penetrância incompleta ou a manifestação de alelo recessivo patogênico no cromossomo homólogo são duas possíveis explicações para o efeito patogênico das microdeleções herdadas de genitor clinicamente normal. Três estudos recentes que utilizaram microarrays na busca de genes ou regiões cromossômicas associadas com a SRS, em que a causa genética era desconhecida, detectaram microduplicações e microdeleções, algumas potencialmente patogênicas: uma microdeleção em 15q26.3, incluindo o gene IGF1R, foi identificada em dois pacientes; outras microdeleções incluíam os genes IGF2BP3 em 7p15, GPC5 em 13q31.3, o MAPK1 em 22q11.2 e o HMGA2 em 12q14, considerados candidatos, possivelmente influenciando o crescimento. Esse conjunto de resultados indica que a investigação de microrrearranjos deve estender-se a um número maior de pacientes com SRS, na busca regiões cromossômicas e genes que possam estar causalmente associados com a síndrome. Em 30 pacientes com SRS, buscamos mutações no gene CDKAL1, por sequenciamento direto das regiões codificadoras. Esse gene foi considerado candidato para a síndrome, após ter sido interrompido em um dos nossos pacientes com SRS, portador de uma translocação t(5;6). Nenhuma alteração patogênica foi detectada, indicando que mutações de ponto na região codificadora do gene CDKAL1 não é causa comum da SRS. Em 18 dos 30 pacientes, investigamos a presença de microdeleções e microduplicações por a-CGH e não encontramos alteração que incluísse esse gene. Considerando o pequeno tamanho amostral, não podemos excluir definitivamente a possibilidade de que alterações no gene CDKAL1 possam contribuir para a etiologia da SRS. / Silver Russell syndrome (SRS) is characterized by severe intrauterine and postnatal growth retardation in association with a typical small triangular face and other variable features. Most cases are sporadic. Genetic and epigenetic disturbances on imprinted regions at chromosomes 7 and 11 are detected in about 50% of the patients. Most frequently, SRS is caused by altered gene expression on chromosome 11p15 due to hypomethylation of the telomeric imprinting center (ICR1) that is present in at least 40% of the patients. Maternally inherited duplications encompassing the centromic imprinting center (ICR2) domains at 11p15 are present in about 1-2% of cases. Maternal uniparental disomy of chromosome 7 (mUPD7) is identified in 5-10% of patients. More recently, chromosomal microdeletions and microduplications were detected in a small group of SRS patients, some of them with possible pathogenic effect. This leaves approximately half of the SRS cases without a genetic cause determined. Our cohort consisted of 64 unrelated Brazilian patients with clinical diagnosis of SRS. DNA copy number changes and the methylation pattern on chromosome 11p15 were investigated in 49 patients by MS-MLPA, and 21 (43%) presented with hypomethylation of ICR1. In one patient (2%), both centers (ICR1 and ICR2) were hypomethylated, a complex alteration that has been reported in ~4% of SRS patients that shows hypomethylation of ICR1. In a further patient (2%), we detected a ~1.6 Mb microduplication encompassing the whole ICR2 domain, but not the ICR1. This microduplication was shown to segregate in a three-generation family, and was associated with SRS whenever maternally transmitted: there were four instances of paternal transmissions of the microduplication from a single male uniformly resulting in normal offspring, and five maternal transmissions, via two clinically normal sisters, with all the children exhibiting SRS. A maternally inherited microduplication also restricted to the ICR2 domain and associated with SRS in a boy was described previously. Among the duplicated genes in both cases, CDKN1C is a likely candidate for the SRS phenotype, because it encodes a cyclin-dependent kinase inhibitor that negatively regulates cell proliferation and growth, and plays a crucial role in human fetal development. This new case brings confirmatory evidence that microduplications restricted to the ICR2 domain result in SRS when maternally transmitted. It also shows that no apparent phenotypic change is present when ICR2 duplication is paternally inherited. By genotyping chromosome 7 microsatellites, we identified three patients (4.7%) with mUPD(7), in the cohort of 64 patients. The frequencies of hypomethylation of ICR1 (43%) and mUPD(7) (4.7%) among our patients are in accordance with the literature, and point to a proper selection of patients with SRS, from the clinical point of view. The investigation of submicroscopic chromosomal imbalances by a-CGH was performed in 19 patients in whom (epi)genetic mutations at 11p15 and mUPD(7) had been excluded. Most patients showed no changes (n = 7) or had only CNV considered to be polymorphic (n = 8). Four potentially pathogenic microdeletions were detected, on chomosomes 2p23.3 (~320 Kb), 13q24 (~94.3 Kb), 15q11.2 (~320 Kb) and 16p13.11 (~95.8 Kb). In neither case we could establish a direct relationship between the imbalance and the phenotype, because it was not possible to investigate both parents or the change was present in a clinically normal parent or it had been reported in normal individuals, without, however, indication of being polymorphic. Incomplete penetrance or unmasking of a pathogenic recessive allele on the homologous chromosome are two possible explanations to the pathogenic effect of a microdeletion inherited from a clinically normal parent. Three recent studies that used microarrays to identify genes or chromosomal regions associated with SRS, wherein the genetic cause was unknown, detected microdeletions and microduplications, some of them potentially pathogenic: a microdeletion at 15q26.3, including the IGF1R gene, was identified in two patients; other microdeletions included the IGF2BP3 gene at 7p15, GPC5 gene at 13q31.3, MAPK1 gene at 22q11.2 and HMGA2 gene at 12q14, which were considered candidates, possibly influencing growth. This set of results, including ours, indicates that the investigation of submicroscopic chromosomal imbalances should be extended to a larger cohort of SRS patients, in the search for chromosomal regions and genes that may be causally associated with the syndrome. In 30 SRS patients, we searched for point mutations in the CDKAL1 gene by direct sequencing of coding regions. This gene was considered a candidate for SRS, after being disrupted in one of our SRS patients with a t(5;6). No pathogenic mutation was detected and, therefore, point mutations in the coding region of CDKAL1 do not appear to be a common cause of SRS. In 18 of the 30 patients, we investigated the presence of microdeletions and microduplications by a-CGH and found no changes encompassing CDKAL1 gene. Considering the small cohort size, we cannot definitely exclude the possibility that changes in CDKAL1 gene may contribute to the etiology of SRS.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-30092011-094226 |
| Date | 20 May 2011 |
| Creators | Adriano Bonaldi |
| Contributors | Angela Maria Vianna Morgante, Ester Silveira Ramos |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciências Biológicas (Biologia Genética), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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