Genética, patologia molecular e formação de inibidores ANTI-FVIII na hemofilia A

Abstract

A deficiência parcial ou total ou defeitos funcionais no fator VIII (FVIII) resultam na doença hereditária hemofilia A (HA), geralmente causada por mutações heterogêneas no gene do FVIII (F8). Embora mais de 1200 mutações no gene do F8 tenham sido descritas, dados sobre o espectro dessas mutações na população do Sul do Brasil são insuficientes e o estudo das mesmas possibilita uma melhor compreensão da genética molecular da doença nessa população. Além disso, ao estimar o efeito que uma mutação exerce em uma proteína, obtem-se subsídios para uma melhor avaliação de sua função, bem como das interações entre ela e estruturas afins. Os objetivos desse estudo foram identificar as mutações gênicas em pacientes com HA leve ou moderada do Rio Grande do Sul e posterior análise do papel dessas mutações na determinação da doença e presença de inibidores. Um total de 76 pacientes não-relacionados do sexo masculino, com HA leve (n=55) ou moderada (n=21) foram incluídos no estudo. Todos os 26 éxons do F8, as regiões 5’não-traduzida e 3’não-traduzida, as junções éxon-intron e a região promotora foram amplificadas por PCR e analisadas por sequenciamento direto. Foram examinados também 100 cromossomos normais de doadores de banco de sangue para excluir mudanças polimórficas como causadoras da doença. Todas as sequências do F8 dos pacientes foram comparadas com a sequência referência (NCBI: NG_005114.1), utilizando o software CodonCode Aligner implementado no Mega 5.04. As mutações encontradas foram comparadas com as do banco de dados The Haemophilia A Mutation, Structure, Test and Resource Site (HAMSTeRS) e a conservação dos aminoácidos mutados também foi verificada. A detecção de mutações em sítios de processamento foi realizada pelo programa de predição de sítios de processamento (Berkeley Drosophila Genome Project) e para a análise do efeito das mutações de sentido trocado foram utilizados três preditores: PolyPhen-2 (Polymorphism Phenotyping), Site Direct Mutator (SDM) e Have yOur Protein Explained (HOPE). A localização das mutações na estrutura do FVIII foi realizada no programa PyMol e para a visualização da superfície eletrostática dos domínios A foi utilizado o programa GRASP2. Quando nenhuma mutação foi encontrada, foi executada a análise de Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA). Quanto às mutações recorrentes, a análise de haplótipos foi feita a fim de investigar se elas surgiram nessa população através de vários eventos mutacionais distintos ou através de efeito fundador. Foi identificada a mutação causadora da doença em 69 (91%) pacientes, que apresentaram 33 mutações diferentes: 27 de sentido trocado, uma pequena deleção, duas pequenas duplicações e três mudanças em sítios de processamento. Sete mutações de sentido trocado e duas em sítios de processamento não tinham sido previamente descritas no HAMSTeRS e não foram identificadas na literatura. Todas as últimas foram consideradas patogênicas; a mutação p.Val266Met, muito próxima a um sítio de ligação ao cobre, pode diminuir a interação entre os domínios A2 e A3 do FVIII; a mutação p. Met567Lys pode afetar um sítio de ligação ao fator IX; as mutações p.Arg1764Gly, p.Tyr1786Phe e p.Tyr1792Cys podem afetar a ligação ao fator IX e ao Fator von Willebrand. Nove mutações recorrentes foram encontradas, uma delas nunca descrita anteriormente (p.Tyr1786Phe). A análise de haplótipos sugere que essa mutação tenha se originado na população brasileira como um único evento em um ancestral comum. Um dos indivíduos desenvolveu inibidores. Foi feita, também, uma avaliação geral sobre o papel das mutações no F8 na formação de inibidores em pacientes graves estudados em investigação anterior, verificando-se associações significativas tanto no que se refere aos domínios em que as mutações ocorreram, quanto aos tipos de mutações encontrados. Os dados desses estudos são úteis no diagnóstico e prevenção precoce de inibidores na hemofilia A, bem como na detecção de mulheres heterozigotas na população do sul do Brasil. Espera-se oferecer um melhor manejo aos pacientes, fornecer aconselhamento genético e suporte psicológico/emocional para as famílias dos afetados.

Factor VIII (FVIII) partial or total deficiency, or functional defects, result in the hereditary disease haemophilia A (HA), generally caused by heterogeneous mutations in the FVIII gene (F8). Although more than 1200 F8 mutations have been reported, data regarding these mutations are insufficient in southern Brazilian populations and their study provides a better understanding of the molecular genetics of the disease in this population. Furthermore, after evaluating the effect that a mutation has on a protein, we can do a better assessment of its function, as well as of the interactions between the mutated protein and related structures. The objectives of this study were to identify gene mutations in patients with mild and moderate HA living in the southern Brazilian state of Rio Grande do Sul and to analyze the role of these mutations in disease determination and presence of inhibitors. A total of 76 unrelated male patients with mild (n = 55) or moderate (n = 21) HA were included in the study. All F8 26 exons, the 5 'UTR and 3' UTR, intron-exon junctions and the promoter region were amplified by PCR and analyzed by direct sequencing. We also examined 100 blood bank donors’ normal chromosomes to exlude polymorphic changes as causal to the disease. F8 patients’ sequences were compared with the reference sequence (NCBI: NG_005114.1) using the CodonCode Aligner software implemented in Mega 5.04. The mutations found were compared with those present in The Haemophilia A Mutation, Structure, Test and Resource Site (HAMSTeRS) database and the conservation of the mutated amino acids was also verified. Splice site mutations were detected using the Berkeley Drosophila Genome Project splice site prediction program, and for the analysis of missense mutation effects three predictors were used: PolyPhen-2 (Polymorphism Phenotyping), Site Direct Mutator (SDM) and Have yOur Protein Explained (HOPE). The mutations were localized in the FVIII structure by PyMOL and the FVIII A domains eletrostatic surface was visualized using GRASP2. When no mutation was found, the Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA) analysis was performed. As for the recurrent mutations, haplotype analyses were conducted to investigate whether they emerged in this population through several distinct mutational events or from a founder effect. We identified the disease causing mutation in 69 (91%) patients, who showed 33 different mutations: 27 missense, one small deletion, two small duplications and three splice site changes. Seven missense and two splice site mutations had not been previously reported in HAMSTeRS and were not identified in any literature search. The latter were all considered pathogenic; p.Val266Met is located near a copper binding site and may decrease the interaction between the FVIII A2 and A3 domains; p. Met567Lys can affect a factor IX binding site; p.Arg1764Gly, p.Tyr1786Phe and p.Tyr1792Cys can affect factor IX and von Willebrand Factor binding sites. Nine recurrent mutations were found, one of them (p.Tyr1786Phe) never described before. Haplotype analysis suggests that this mutation originated in the Brazilian population as a single event in a common ancestor. One of the subjects developed inhibitors. A general evaluation was also made about the role of F8 mutations in the development of inhibitors in severe patients studied in a previous investigation, and significant associations were found both in relation to the domains where the mutations occurred, as well as in the mutations found. The data of these studies will be useful in the diagnosis and early prevention of inhibitors in haemophilia A, and in the detection of female carriers in the southern Brazilian population. We hope to offer a better monitoring to the patients, to give genetic counseling, and psychological/emotional support to the families of affected persons.