Avaliação do gene HAND2 e seleção de novos genes alvos na suscetibilidade genética à embriopatia da talidomida

Abstract

A exposição da talidomida durante o desenvolvimento embrionário gera um conjunto de anomalias conhecido como Embriopatia da Talidomida (TE), caracterizado principalmente por malformações no coração e membros. Ainda hoje, os mecanismos de teratogenicidade da talidomida não estão completamente elucidados. Recentemente, o fator de transcrição TBX5 foi descrito como um alvo da talidomida. Além disso, uma interação entre TBX5 e outro fator de transcrição, HAND2, foi observada, sendo inibida na presença de talidomida. HAND2 é importante para o desenvolvimento do coração de membros. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar o gene HAND2 e suas associações com a TE e buscar novos alvos para análises de susceptibilidade genética à embriopatia da talidomida. A partir de uma caracterização molecular in silico, HAND2 se mostrou um gene muito conservado, sendo a região 3’UTR a mais polimórfica do gene. A avaliação de uma variante, p.P51, encontrada no éxon 1 de três pessoas portadoras de TE mostrou que ela possui potencial de afetar ilhas CpG subjacentes. Contudo, análise de metilação em indivíduos com TE não indicou alteração nos padrões de metilação deste gene. Também, análises in silico indicaram que p.P51 pode alterar a estrutura do mRNA de HAND2. Para a seleção de novos alvos, realizamos análises de redes de interação proteína-proteína da interação entre HAND2 e TBX5 e malformações de coração e membros da TE. Observamos que a proteína EP300 foi um alvo relevante em todas as redes analisadas. Além disso, procurou-se por proteínas com domínio C2H2 que estariam envolvidas na interação de HAND2 e TBX5 e nas malformações de coração e membros da TE. Observamos cinco proteínas com domínio C2H2 nas redes de malformações de coração e de membros da TE. Nós também investigamos genes diferencialmente expressos em células tratadas com talidomida e observamos três genes com expressão diminuída e presente nas redes de malformação de coração e membros da TE; FANC2, ESCO2 e XRCC2. Neste estudo observamos a conservação do gene HAND2, além de caracterizar a variante p.51 observada em indivíduos com TE. Finalmente, elencamos novos alvos de interesse para serem futuramente estudados na teratogênese da talidomida.

Thalidomide exposure during development generates a set of anomalies known as Thalidomide Embryopathy (TE), characterized mainly by congenital anomalies in the heart and limbs. Even today, thalidomide's teratogenicity mechanisms are not fully understood. Recently, the transcription factor TBX5 was described as a target of thalidomide. Furthermore, an interaction between TBX5 and another transcription factor, HAND2, was observed, being inhibited in the presence of thalidomide. HAND2 is important for the development of the limbs and heart. Thus, this study aimed to evaluate the HAND2 gene and its associations with TE and to search for new targets for analyzes of genetic susceptibility to TE. From in silico molecular characterization, HAND2 showed to be a very conserved gene, with the 3'UTR being the most polymorphic part. The evaluation of a variant, p.P51, found in exon 1 of three people with TE showed that it has the potential to affect CpG islands near the variant. However, methylation analysis in subjects with TE did not indicate changes in the methylation patterns of this gene. Also, in silico analyzes indicated that p.P51 can alter the structure of the HAND2 mRNA. For the selection of new targets, we performed analyzes of protein-protein interaction networks of the interaction between HAND2 and TBX5 and heart and limb malformations of TE. We observed that EP300 was a relevant target in all analyzed networks. In addition, we looked for proteins with a C2H2 domain that would be involved in the interaction of HAND2 and TBX5 and malformations of the heart and members of TE. We observed five proteins with a C2H2 domain in the networks of heart and limbs malformations of TE. We also investigated genes differentially expressed in cells treated with thalidomide and observed three genes with decreased expression and present in the networks of heart and limbs malformation of TE, FANC2, ESCO2, and XRCC2. In this study, we observed the conservation of the HAND2 gene in addition to characterizing a variant p.51 observed in individuals with TE. Finally, we list new targets of interest to be further studied in the thalidomide teratogenesis.