Novas informações sobre repetições CAG intermédias: mapeamento do contínuo de expansão

Porque é que algumas pessoas com repetições CAG intermédias, uma “zona cinzenta” genética na doença de Huntington, desenvolvem sintomas neurológicos enquanto outras não? Este artigo aborda um estudo recente que abordou esta questão, procurando a expansão somática, que são pequenas alterações no ADN, em indivíduos com vários tamanhos de repetição CAG. Utilizando tecnologia de investigação ultrassensível em amostras de sangue, a equipa descobriu que as repetições CAG intermédias sofrem expansão, mas as alterações são normalmente muito pequenas. Embora isto confirme que as repetições intermédias fazem parte de um espetro contínuo de instabilidade genética, a investigação não encontrou nenhuma ligação clara entre esta expansão no sangue e a presença de sintomas. Este artigo aborda o que esta nova investigação revela sobre a paisagem genética da DH.

A zona cinzenta da DH

A doença de Huntington (DH) desenvolve-se quando as pessoas têm uma repetição das letras genéticas C-A-G no seu gene da huntingtina. As pessoas com 40 ou mais repetições desenvolverão a doença durante a sua vida, enquanto as pessoas com 36-39 repetições têm o que os cientistas chamam de “penetração reduzida”, o que significa que algumas desenvolvem sintomas enquanto outras não.

Os comprimentos de repetição de 27-35 são chamados de “alelos intermédios”. “Intermédio” significa que a repetição situa-se entre o intervalo que causará e não causará doenças, e “alelo” é a cópia do gene da huntingtina que alguém herdou da sua mãe ou pai. Embora estes comprimentos de repetição não sejam considerados causadores de doenças, apresentam incerteza para as famílias. Estes alelos intermédios podem expandir-se quando passados de pais para filhos, podendo atingir comprimentos causadores de doenças na geração seguinte. Além disso, algumas pessoas com números CAG intermédios desenvolvem sintomas neurológicos, apesar de estarem abaixo do limiar tradicional da DH.

Esta situação coloca os comprimentos CAG intermédios numa “zona cinzenta” controversa, levantando questões fundamentais: O que é que isto significa para o futuro? Será que estas sequências de ADN se alteram ao longo do tempo durante a vida de uma pessoa? Poderão tais alterações explicar porque é que alguns portadores de alelos intermédios desenvolvem sintomas enquanto outros não?

A questão da investigação

Os cientistas sabem há muito tempo que o ADN pode mudar ao longo da vida de uma pessoa, através de vários processos. Alguns são tão simples como mutações causadas por danos da exposição solar, e outros são mais complicados e menos compreendidos. Um tema quente recente na investigação da DH envolvendo alterações no ADN é um processo chamado “expansão somática”.

A expansão somática é um processo biológico onde as repetições CAG podem expandir-se em diferentes células do corpo ao longo do tempo em pessoas com o gene da DH. Curiosamente, estas expansões tendem a ser maiores nos tipos de células cerebrais que são mais vulneráveis à morte na DH. Muitos investigadores pensam que estas expansões CAG crescentes podem contribuir para quando e como os sintomas se desenvolvem.

Uma equipa de investigação liderada pela Dra. Maria Ramos-Arroyo testou a ideia de que as pessoas com repetições CAG intermédias também podem sofrer expansão somática, e que isto poderia explicar porque é que alguns portadores de repetições CAG intermédias desenvolvem sintomas neurológicos enquanto outros não. Para testar esta ideia, utilizaram sequenciação de ADN ultrassensível para estudar 355 pessoas em todo o espetro CAG, incluindo 191 indivíduos com comprimentos de repetição intermédios.

Os resultados do estudo

Técnicas ultrassensíveis revelam pequenas alterações

A equipa utilizou um teste muito sensível, chamado sequenciação MiSeq (pronuncia-se “my seek”), em amostras de sangue de pessoas neste estudo. MiSeq é uma técnica suficientemente sensível para detetar alterações no ADN que os testes genéticos de rotina não detetariam. A partir disto, a equipa descobriu que as pessoas com repetições CAG intermédias sofrem expansão somática. No entanto, estas alterações são bastante pequenas. Quando a expansão ocorre, é normalmente limitada a apenas uma ou duas repetições CAG adicionais numa pequena fração de moléculas de ADN.

O comprimento herdado é mais importante do que o tempo

Os investigadores também encontraram um padrão importante no que influencia estas expansões. O comprimento do tamanho da repetição CAG herdada tem um impacto muito maior na expansão somática do que a idade. Para as repetições CAG intermédias, cada repetição CAG adicional na sequência herdada teve cerca de 40 vezes mais impacto na expansão do que cada ano adicional de idade. Isso é uma enorme diferença!

Um padrão contínuo emerge

Os resultados lembram-nos que o comprimento CAG representa um espetro contínuo em vez de categorias distintas. Os dados revelaram que o comportamento de expansão somática segue um contínuo claro. As pessoas com repetições CAG herdadas mais longas mostraram progressivamente mais expansão, com os comprimentos CAG intermédios a encaixarem-se naturalmente entre os comprimentos normais e os causadores de doenças. Isto confirma que os comprimentos de repetição intermédios não são uma categoria biológica separada, mas parte deste espetro maior.

O cérebro mostra taxas de expansão mais elevadas do que o sangue

Quando os investigadores examinaram tecido cerebral de uma pessoa com 33 repetições CAG que tinha desenvolvido sintomas, descobriram que as regiões cerebrais mostravam taxas de expansão mais elevadas do que o sangue, com a área do cérebro relacionada com o movimento (putâmen) a mostrar a maior alteração. Isto corresponde aos padrões observados em pessoas com DH, mas é importante lembrar que esta análise foi limitada a um único indivíduo.

Sem ligação clara aos sintomas

Importante, este estudo não encontrou nenhuma ligação clara entre a expansão somática e os sintomas em portadores de repetições CAG intermédias. Os investigadores estudaram 78 pessoas com comprimentos CAG intermédios que tinham sintomas neurológicos (85% tinham movimento, 27% tinham cognitivos e 29% tinham sintomas comportamentais), mas não pareceu haver uma diferença nos seus níveis de expansão sanguínea em comparação com os portadores sem sintomas. Isto sugere que a expansão somática por si só não explica porque é que estas pessoas tinham sintomas de DH enquanto outras com comprimentos CAG intermédios semelhantes não tinham.

O que significam estes resultados?

Para os portadores de comprimentos de repetição intermédios e suas famílias, estes resultados não alteram o estado atual da prática clínica ou dos testes preditivos. Porque não existe uma ligação clara entre o nível de expansão somática no sangue e a presença de sintomas neurológicos, isto significa que a medição das expansões CAG para pessoas com comprimentos intermédios não pode ser utilizada para prever a saúde futura de um indivíduo. Além disso, porque as alterações genéticas envolvendo a expansão somática são detetáveis apenas com métodos de investigação avançados, não seriam identificadas pelos testes genéticos padrão disponíveis para as famílias.

De uma perspetiva científica, a confirmação de um espetro contínuo de comprimentos CAG é um passo significativo em frente. Mostra que os comprimentos CAG intermédios seguem os mesmos processos genéticos que os comprimentos de repetição causadores de DH, apenas a níveis muito mais baixos.

No entanto, ainda existem obstáculos na utilização destes resultados para as famílias com DH para as ajudar a saber se os portadores de comprimento intermédio desenvolverão sintomas da doença. O design deste estudo captura apenas um instantâneo no tempo em vez de seguir os indivíduos ao longo de anos, limitando a nossa compreensão de como estas alterações se desenvolvem. Além disso, a dificuldade de detetar estas expansões subtis limita a escala dos estudos que podem ser realizados.

Mas o conhecimento adicional de que as repetições CAG, mesmo no intervalo intermédio, 1) existem num contínuo, 2) também sofrem expansões de repetição e 3) estão por vezes associadas a sintomas, dá aos investigadores uma melhor compreensão da DH. Com essa informação, os cientistas podem trabalhar para avanços que acabarão por nos dar uma melhor compreensão do que influencia o desenvolvimento dos sintomas.

Direções futuras da investigação

Os investigadores podem construir sobre estes resultados e fazer perguntas sobre quem irá desenvolver sintomas e porquê. Para tal, os cientistas precisam de considerar os obstáculos da investigação identificados neste estudo.

O caminho a seguir provavelmente exigirá uma combinação de um rastreamento mais detalhado das pessoas ao longo do tempo e estudos de maior escala. Seguir os indivíduos ao longo de muitos anos permitiria aos investigadores rastrear tanto as alterações genéticas como a progressão dos sintomas nas mesmas pessoas à medida que envelhecem. Expandir para um maior número de pessoas também seria valioso, embora isto permaneça desafiador dada a natureza específica dos testes de sequenciação genética utilizados neste estudo. Biomarcadores mais acessíveis poderiam facilitar estudos maiores.

Este estudo fornece um mapa mais detalhado da paisagem genética do gene da huntingtina, confirmando que mesmo as pessoas com comprimentos de repetição CAG intermédios fazem parte de um contínuo de instabilidade somática. Embora não estabeleça uma ligação entre esta instabilidade e os sintomas, define claramente os desafios e as prioridades para os próximos passos da investigação que poderiam ajudar os cientistas a compreender quem irá ou não desenvolver sintomas.

Resumo

• A expansão somática CAG ocorre ao longo de um contínuo: os comprimentos CAG intermédios mostram uma expansão pequena, mas detetável, que se encaixa nos mesmos padrões que vemos nas expansões completas da DH.
• Não parece haver uma relação clara entre a expansão e os sintomas: Dentro do âmbito deste estudo, o nível de expansão somática no sangue não explicou claramente porque é que algumas pessoas com comprimentos de repetição CAG intermédios desenvolvem sintomas enquanto outras não.
• É necessária mais investigação: Estudos maiores que rastreiem as pessoas ao longo do tempo serão essenciais para compreender melhor o desenvolvimento dos sintomas em pessoas com comprimentos de repetição CAG intermédios, potencialmente melhorados por biomarcadores mais acessíveis.

Saber mais

Artigo de investigação original, “Instabilidade somática da repetição CAG em alelos intermédios do gene HTT e a sua potencial associação com um fenótipo clínico” (acesso aberto).