Repetições CAG: candidatos na gênese das psicoses funcionais

Repetições CAG: candidatos na gênese das psicoses funcionais

Ivanor Velloso Meira Lima¹

Resumo

O autor discorre sobre a instabilidade do DNA em regiões de repetições CAG e sua associação com doenças que afetam o SNC e apresentam o fenômeno da antecipação genética. Revisa também os achados de antecipação em famílias com transtorno bipolar e esquizofrenia, assim como as investigações com o método RED (Repeat Expansion Detection) e com o anticorpo 1C2, que apontam para uma participação desse mecanismo mutacional na determinação genética das psicoses funcionais.

Descritores

Genética das psicoses; repetições CAG; antecipação; DNA instável

Abstract

The author comments about the DNA instability associated with CNS's diseases which display genetic anticipation. He reviews the evidence of anticipation in bipolar and schizophrenia families. He also presents the RED (Repeat Expansion Detection) investigations and screenings with the antibody 1C2 which demonstrated the participation of this mutational mechanism on the functional psychosis genesis.

Keywords

Genetics of psychosis; CAG repeats; anticipation; unstable DNA

Introdução

A presença de um componente hereditário na etiologia das grandes psicoses funcionais - esquizofrenia e transtorno afetivo bipolar - já foi estabelecida há alguns anos através de estudos com famílias,^1,2 com gêmeos,^3,4 e com adotados.^5,6 Persiste, contudo, até os dias atuais, uma indefinição sobre o modo como se dá a transmissão genética dessas enfermidades^7,8 e, sobretudo, quais os genes envolvidos.^9,10

Uma nova perspectiva de compreensão do modelo de herança dessas psicoses surgiu com a descoberta no início desta década de um novo mecanismo de mutação denominado "DNA instável".

O "DNA instável" e o surgimento de doenças

O DNA instável consiste basicamente de regiões do genoma em que um grupo de três nucleotídeos repete-se várias vezes. Em decorrência dessa disposição peculiar, nesses sítios haveria uma maior propensão à ocorrência de deslizes da enzima polimerase inserindo nucleotídeos a mais nesse segmento durante a replicação do DNA.

Essa ocorrência favoreceria a expansão do segmento de trinucleotídeos repetidos que, se localizados em genes, desencadeariam o surgimento de doenças. A expansão das repetições de trinucleotídeos foi denominada também de mutação dinâmica, pois a ocorrência da primeira mutação aumenta a chance de novos deslizes nesse sítio com mais expansões e mais deslizes¹¹ (Figura 1).

Várias doenças já foram identificadas como sendo causadas pela instabilidade do DNA em sítios com seqüências repetidas de trinucleotídeos (ver as principais na tabela 1). Nas famílias de afetados, podemos encontrar, no gene que determina a doença: indivíduos com um número de repetições similar à faixa encontrada na população geral e que, portanto, não apresentam a doença; indivíduos com um número discretamente aumentado dessas repetições, que seriam chamados pré-mutantes ou portadores com grande chance de terem afetados em sua prole; e, por fim, os indivíduos com um número bem maior de repetições que apresentariam o fenótipo afetado.

Um dos aspectos comuns a todas essas enfermidades é o fato de comprometerem invariavelmente o SNC e a tendência ao agravamento da doença ou ao início mais cedo dos sintomas através das sucessivas gerações, fenômeno que se denomina antecipação genética e que é hoje correlacionado ao aumento das repetições.^20,21

A antecipação genética e as psicoses funcionais

É importante ressaltar que o conceito de antecipação foi delineado ainda no começo deste século por F. W. Mott (1911) a partir da observação de 420 pares de pais e filhos afetados por distúrbios psiquiátricos nos asilos de Londres e que mostrava que o início da doença nos filhos sempre ocorria mais cedo.²²

Esse achado foi posteriormente descartado pelos geneticistas como proveniente de vieses na seleção da amostra, pois não havia mecanismo biológico que respaldasse tal observação clínica.²³ Com a descoberta da expansão de trinucleotídeos repetidos como mecanismo biológico que explica o agravamento do quadro clínico ao longo das gerações de uma família de afetados, desenvolveu-se um renovado interesse na investigação do fenômeno nas famílias de doentes psiquiátricos com um componente genético estabelecido como esquizofrenia e transtorno bipolar.

Nos últimos seis anos, vários relatos de antecipação genéticos têm sido publicados, tanto com famílias de afetados por esquizofrenia como em famílias de bipolares, através da verificação de um início cada vez mais cedo dos sintomas nas sucessivas gerações dessas famílias e/ou do agravamento do fenótipo inferido pela freqüência de episódios, número de hospitalizações, taxas de suicídio ou utilização de uma hierarquização diagnóstica que considera quadros do espectro esquizofrênico e bipolar como formas mais leves dessas entidades (por exemplo, ciclotimia, bipolar tipo II, etc.).^24-33

Os relatos de antecipação genética nas psicoses funcionais têm influenciado substancialmente a pesquisa molecular dessas enfermidades, e novas estratégias têm sido elaboradas na tentativa de averiguação da hipótese de que as psicoses funcionais também seriam causadas pela expansão de repetições trinucleotídicas em determinado locus gênico.

Investigações moleculares do "DNA instável" nas psicoses

Nesse caminho, investigações realizadas com o RED (Repeat Expansion Detection) - um novo método de detecção de expansões de repetições ao longo do genoma sem necessidade de conhecimento prévio de sua localização cromossômica³⁴- já acrescentaram novos dados a essa hipótese.

Usando o RED, vários estudos descreveram a presença de repetições CAG (citosina/adenina/guanina) de maior tamanho no DNA de portadores de esquizofrenia e de transtorno bipolar quando comparados ao conteúdo de repetições CAG no DNA dos controles saudáveis representativos da população geral^35-41, embora nem todos os estudos observem a mesma associação.^42-45

Esses resultados chamaram a atenção para os loci com repetições CAG - que são os trinucleotídeos mais encontrados em associação com doenças e que provavelmente estão mais representados nas regiões codificadoras dos genes - como sítios candidatos para as psicoses com determinação genética.

Estudos moleculares em sítios específicos

As investigações moleculares em loci específicos com repetições CAG ao longo do genoma não conseguiram ainda estabelecer resultados definitivos. Contudo, podemos destacar alguns achados mais recentes.

Dois estudos apontam que cerca de 90% das grandes repetições detectadas pelo RED podem ser explicadas pela expansão de repetições CAG em dois loci^46,47. O primeiro denomina-se ERDA1 (Expanded Repeat Domain CAG1), localiza-se na região 17q21.3 e suas seqüências flanquedoras não apresentaram homologia com nenhum gene conhecido até o momento.^48,49 O segundo sítio, o CTG18.1, localiza-se na região 18q21.1 e situa-se especificamente no terceiro íntron do gene SEF2-1b, que codifica um fator de estímulo a transcrição de genes, expresso no cérebro e em outros tecidos.⁵⁰

Uma instabilidade com expansão intergeracional de repetições CAG no locus ERDA1 foi documentada numa única família com fenótipo de depressão com início na infância⁵¹. Entretanto, outros estudos nesse loci não relacionam expansões com qualquer fenótipo afetado identificável.^49,52

No locus CTG18.1, uma expansão CAG muito grande (~3.3Kb) foi detectada num único membro afetado de uma família de esquizofrênicos,⁵³ enquanto Lindblad e colaboradores (1998), investigando famílias de doentes afetivos, relataram uma associação dos alelos expandidos do locus CTG18.1 (acima de 40 repetições CAG) com a ocorrência de doença bipolar na prole.⁴⁷ Outros estudos, entretanto, não conseguiram relacionar expansões nesses loci com o transtorno bipolar.^50,52,54

Os achados mais significativos com relação à esquizofrenia foram encontrados após a clonagem e isolamento de um novo gene que codifica um canal de potássio regulado pelo cálcio, o hSKCa3 (human small conductance calcium-regulated potassium channel gene).⁵⁵ Os canais de potássio, por estarem envolvidos na modulação da ativação neuronal, já são candidatos funcionais aos distúrbios psiquiátricos. Além disso, esse gene especificamente apresenta duas seqüências de repetições CAG no primeiro exon, sendo que um deles apresenta mais variações de comprimento (polimórfica).

Chandy e colaboradores (1998) relataram um excesso dos alelos longos dessa região CAG polimórfica (> 20 repetições CAG) nos doentes esquizofrênicos.⁵⁵ Outros estudos replicaram essa associação.^56-59 Contudo, não foram observados os mesmos achados em algumas outras investigações com esquizofrênicos^60-63 nem com portadores de transtorno bipolar.^64,65

Buscas por traços de poliglutaminas

Um outro avanço nessa linha de pesquisa foi obtido com a descoberta de um anticorpo monoclonal denominado 1C2, que preferencialmente reage com longas cadeias de poliglutamina que seriam justamente o produto resultante da tradução das repetições CAG expandidas em determinado gene.⁶⁶ Nesse caminho, dois grupos independentes relataram recentemente, através de técnica de Western Blot (método para detecção de proteínas), uma banda reativa ao 1C2 que corresponderia a uma cadeia de poliglutamina entre 50-55 kDA em células da linhagem linfoblástica de alguns pacientes esquizofrênicos por eles investigados^67,68 e ainda em outro membro das famílias de esquizofrênicos, que apresentava um quadro de transtorno afetivo.⁶⁸ Uma averiguação recentemente realizada especificamente com doentes bipolares não detectou bandas imunorreativas ao anticorpo 1C2.⁶⁹

Conclusão

As evidências obtidas a partir dos achados de antecipação genética em famílias de bipolares e esquizofrênicos das investigações com o método RED e das buscas por longas cadeias de poliglutaminas com o anticorpo 1C2, estabelecem até o momento que as regiões de repetições trinucleotídicas CAG no genoma humano são importantes sítios candidatos a serem investigados na busca pelos genes de suscetibilidade às psicoses funcionais e já indicam fortemente que esse mecanismo de instabilidade do DNA está relacionado à vulnerabilidade genética de pelo menos um subgrupo dos doentes esquizofrênicos.

Agradecimentos

O autor é apoiado pela Fapesp, processo n^o 97/12454-1.

Correspondência

Ivanor Velloso Meira Lima

Departamento de Psiquiatria - Escola Paulista de Medicina

Rua Botucatu, 740 - 3° andar Vila Clementino São Paulo - SP 04023-900

Email: [e-mail]

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1.

Doutorando do Departamento de Psiquiatria da Universidade Federal de São Paulo/Escola Paulista de Medicina

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Out 2000
• Data do Fascículo
  Out 1999