Investigação dos mecanismos moleculares e celulares da herança oligogênica no Transtorno do espectro autista

Resumo

Um dos maiores desafios no estudo da genética do transtorno do espectro autista (TEA) é determinar quais dentre as diversas variantes genéticas identificadas pelas análises genômicas são as que estão de fato envolvidas na etiologia do transtorno em cada paciente, e como essas variantes convergem em vias biológicas comuns que resultam no TEA. Recentemente, por meio do sequenciamento do exoma completo (WES) de 291 indivíduos brasileiros com TEA e seus genitores, identificamos em um dos afetados, duas variantes missense raras em heterozigose composta no gene RELN, e uma variante de splicing de novo rara no gene CACNA1H. RELN codifica Relina, uma glicoproteína secretada que controla migração neuronal e funcionamento das sinapses, e CACNA1H codifica a subunidade ±¹ do canal de cálcio tipo-T Cav3.2 que regula excitabilidade neuronal. Utilizando células neuroprogenitoras derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas desse indivíduo com TEA e de indivíduos controles, mostramos que as variantes em RELN e CACNA1H são deletérias e que existe uma interação anormal entre esses genes mutados por meio da via de sinalização mTORC1. Ainda, após reanalise dos nossos dados de WES e análise dos dados de sequenciamento do genoma completo (WGS) de uma coorte maior de indivíduos com TEA, a coorte MSSNG composta por 5.102 indivíduos com TEA e seus genitores, verificamos que a coocorrência de variantes de risco em ambos os alelos de genes da via da Relina e em um dos alelos de genes de canais de cálcio está significativamente enriquecida em indivíduos com TEA (p=0,004), em um modelo de herança oligogênica. Entretanto, ainda é desconhecido como esses genes mutados alteram o desenvolvimento cerebral e levam ao TEA. O presente projeto tem como objetivos principais explorar: i) os fenótipos e tipos celulares alterados pela ação sinérgica dos genes RELN e CACNA1H mutados e aqueles que são únicos de cada gene mutado por meio das metodologias de edição gênica por CRISPR-Cas9 e de organoides cerebrais; ii) os possíveis enriquecimentos de combinações de variantes de risco em indivíduos com TEA que seguem o modelo de herança oligogênica por meio da análise dos dados de WES e WGS de grandes coortes de indivíduos com TEA. Os resultados deste projeto fornecerão maior elucidação sobre os mecanismos das interações gênicas e combinações de variantes necessárias para causar TEA. (AU)