Avaliação de variantes no gene HULC como modificadoras de fenótipo em pacientes com fenilcetonúria

Abstract

Fenilcetonúria (PKU) é a doença genética em que o metabolismo da fenilalanina está defeituoso e leva ao acúmulo plasmático de fenilalanina, bem como a quadros neurológicos. Entre as causas, estão as alterações no gene PAH, que codifica a enzima fenilalanina hidroxilase, responsável pela conversão da fenilalanina em tirosina. Em um estudo com roedores, foi demonstrado que o RNA longo não codificante (lncRNA) HULC, transcrito pelo gene HULC, é superexpresso em carcinoma hepatocelular, e possui associação com a enzima PAH, já que o lncRNA auxiliou a regular a atividade enzimática e a elevar a atividade residual da enzima de algumas variantes específicas do gene PAH. O objetivo da presente dissertação consistiu em avaliar as variantes na região codificante do gene HULC presentes em pacientes com PKU que participaram de estudo prévio de diagnóstico molecular e o potencial destas variantes como modificadoras de fenótipo para casos em que a correlação genótipo-fenótipo era discordante. Para isso, foram avaliados 40 pacientes que participaram do estudo prévio no diagnóstico molecular de PKU e a análise das variantes do gene HULC foi realizada através de amplificação por PCR e sequenciamento de Sanger. Dados clínicos foram correlacionados com os achados moleculares e foi realizada análise de interação para as moléculas de lncRNAs mutantes para avaliação nos casos discordantes entre o fenótipo predito e o observado. Três variantes foram identificadas, g.8652345C>T (rs1328868) e g.8652258A>T (rs536349545) em frequência alélica de 37% e 1,25%, respectivamente, similar à reportada nas bases de dados gnomAD e AbraOM. A variante g.8653784_8653831del, não descrita na literatura, foi identificada em todos os indivíduos. Nove pacientes apresentaram discordância entre fenótipo predito e fenótipo clínico em relação ao genótipo. Foi possível identificar a estrutura secundária do lncRNA HULC selvagem e dos pacientes estudados, com alterações relevantes da conformação tridimensional. Este foi o primeiro estudo que investigou variantes genéticas do lncRNA HULC em pacientes com PKU e sua ação como modificadoras de fenótipo, em diferentes genótipos de PAH. O baixo tamanho amostral e a alta diversidade de genótipos apresentados limitou a análise. Foi possível identificar uma variante não descrita na literatura, e analisar a possível influência do gene HULC e do seu transcrito na expressão do fenótipo de pacientes com PKU.

Phenylketonuria (PKU) is a genetic disease in which phenylalanine metabolism is defective, leading to plasma phenylalanine accumulation and neurological conditions. Among the causes are changes in the PAH gene, which encodes the enzyme phenylalanine hydroxylase, responsible for converting phenylalanine into tyrosine. In a study with rodents, it was demonstrated that the long non-coding RNA (lncRNA) HULC, transcribed by the HULC gene, is overexpressed in hepatocellular carcinoma and is associated with the PAH enzyme, since the lncRNA helped to regulate the enzymatic activity and increased the residual enzyme activity of some specific variants of the PAH gene. The objective of this dissertation was to evaluate the variants in the coding region of the HULC gene present in patients with PKU who participated in a previous molecular diagnostic study and the potential of these variants as phenotype modifiers for cases in which the genotype-phenotype correlation was discordant. For this purpose, 40 patients who participated in the previous study in the molecular diagnosis of PKU were evaluated and the analysis of the HULC gene variants was performed through PCR amplification and Sanger sequencing. Clinical data were correlated with molecular findings and interaction analysis was performed for mutant lncRNA molecules to evaluate discordant cases between the predicted and observed phenotype. Three variants were identified, g.8652345C>T (rs1328868) and g.8652258A>T (rs536349545) at allele frequencies of 37% and 1.25%, respectively, similar to those reported in the gnomAD and AbraOM databases. The variant g.8653784_8653831del, not described in the literature, was identified in all individuals. Nine patients showed discordance between predicted phenotype and clinical phenotype in relation to genotype. It was possible to identify the secondary structure of the wild-type lncRNA HULC and of the patients studied, with relevant alterations in the three-dimensional conformation. This was the first study to investigate genetic variants of lncRNA HULC in patients with PKU and their action as phenotype modifiers, in different PAH genotypes. The low sample size and the high diversity of genotypes presented limited the analysis. It was possible to identify a variant not described in the literature, and to analyze the possible influence of the HULC gene and its transcript on the expression of the phenotype of patients with PKU.