Avaliação de variantes genômicas e seu possível efeito modificador da idade de início da ataxia espinocerebelar tipo 2

Abstract

As ataxias espinocerebelares (SCAs) são um grupo composto por mais de 40 tipos de doenças hereditárias neurodegenerativas progressivas diferentes. Algumas SCAs são causadas por sequências curtas repetidas em tandem (STR). Entre os distúrbios neurodegenerativos atribuídos à STR expandidos, existem as doenças causadas por expansões de repetição de CAG traduzidas em tratos de poliglutamina (poliQ), como a ataxia espinocerebelar tipo 2 (SCA2). A SCA2 é o segundo tipo de SCA mais prevalente no mundo, atrás apenas da SCA3/MJD. Causada por uma expansão da repetição de CAG no gene ATXN2, as características clínicas da SCA2 incluem ataxia cerebelar progressiva, disartria e disfagia. O gene ATXN2 codifica a ataxina–2, que quando expandida, exibe propriedades tóxicas. Indivíduos normais apresentam de 13 a 31 repetições CAG, enquanto indivíduos afetados apresentam mais de 32 repetições de CAG expandido. A idade de início (AO) da doença é determinada pelo aparecimento do primeiro sintoma, a ataxia da marcha, e é inversamente proporcional ao comprimento das repetições de CAG. A proteína FOXO1 (forkhead box O1) foi associada à redução nos níveis de proteínas agregadas contendo poliQ quando expressa em níveis elevados. O papel do gene FOXO1 também foi avaliado na doença de Parkinson (PD), onde duas variantes de nucleotídeo único (SNVs), rs4509910 e rs9532809, próximas ao gene FOXO1 foram identificadas. O objetivo deste trabalho é investigar o papel das variantes rs4509910 e rs9532809 como potenciais modificadores da idade de início da doença em pacientes com SCA2. As amostras incluídas neste estudo foram provenientes do biorrepositório do Serviço de Genética Médica e as amostras foram analisadas no Laboratório de Neurogenética Translacional. A genotipagem das SNVs foi realizada utilizando TaqMan™ SNP Genotyping Assay. A amplificação foi realizada utilizando o equipamento QuantStudio™ 5 Real-Time PCR System. Os dados sobre os alelos e frequências genotípicas foram pesquisados no banco de dados gnomAD. A distribuição de frequência alélica de rs9532809 foi determinada como sendo 0,149 para o alelo C e 0,851 para o alelo T em pacientes com SCA2, e 0,198 para o alelo C e 0,802 para o alelo T no grupo controle. Para rs4509910, a distribuição foi de 0,363 para o alelo G e 0,637 para o alelo T em pacientes, e 0,368 para o alelo G e 0,632 para o alelo T no grupo controle. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas nas frequências alélicas (p=0,194, rs9532809; p=0,898, rs4509910) nem genotípicas (p=0,442, rs9532809; p=0,862, rs4509910) entre pacientes e controles. Não foi encontrada associação dos genótipos das variantes rs9532809 e rs4509910 com a idade de início da doença e também não foi encontrado efeito de um alelo isolado das SNVs. Este estudo buscou investigar variantes próximas ao gene FOXO1, envolvido na modulação fenotípica da SCA2. Entretanto, com o grupo de pacientes estudados, não foram encontrados efeitos modificadores das variantes rs9532809 e rs4509910 na idade de início da doença em pacientes com SCA2.

Spinocerebellar ataxias (SCAs) are a group made up of more than 40 different types of hereditary progressive neurodegenerative diseases. Some SCAs are caused by short tandem repeat (STR) sequences. Among the neurodegenerative disorders attributed to expanded STR, there are diseases caused by CAG repeat expansions translated into polyglutamine (polyQ) tracts, such as spinocerebellar ataxia type 2 (SCA2). SCA2 is the second most prevalent type of SCA in the world, behind SCA3/MJD. Caused by an expansion of the CAG repeat in the ATXN2 gene, clinical features of SCA2 include progressive cerebellar ataxia, dysarthria, and dysphagia. The ATXN2 gene encodes ataxin-2, which when expanded, exhibits toxic properties. Normal individuals have 13 to 31 CAG repeats, while affected individuals have more than 32 expanded CAG repeats. The age of onset (AO) of the disease is determined by the appearance of the first symptom, gait ataxia, and is inversely proportional to the length of the CAG repetitions. The FOXO1 (forkhead box O1) protein has been associated with reduced levels of polyQ-containing aggregated proteins when expressed at high levels. The role of the FOXO1 gene has also been evaluated in Parkinson's disease (PD), where two single nucleotide variants (SNVs), rs4509910 and rs9532809, close to the FOXO1 gene have been identified. The objective of this work is to investigate the role of the rs4509910 and rs9532809 variants as potential modifiers of the age of disease onset in patients with SCA2. The samples included in this study came from the biorepository of the Serviço de Genética Médica and the samples were analyzed in the Laboratório de Neurogenética Translacional. SNVs genotyping was performed using TaqMan™ SNP Genotyping Assay. Amplification was performed using the QuantStudio™ 5 Real-Time PCR System equipment. Data on alleles and genotype frequencies were searched in the gnomAD database. rs9532809 allele frequency distribution was determined to be 0.149 for the C allele and 0.851 for the T allele in SCA2 patients, and 0.198 for the C allele and 0.802 for the T allele in the control group. For rs4509910, the distribution was 0.363 for the G allele and 0.637 for the T allele in patients, and 0.368 for the G allele and 0.632 for the T allele in the control group. No statistically significant differences were found in allelic (p=0.194, rs9532809; p=0.898, rs4509910) or genotypic (p=0.442, rs9532809; p=0.862, rs4509910) frequencies between patients and controls. No association was found between rs9532809 and rs4509910 variants genotypes with the age at onset of the disease and no effect of an isolated allele of the SNVs was found. This study sought to investigate variants close to the FOXO1 gene, involved in the phenotypic modulation of SCA2. However, with the group of patients studied, no modifying effects of the rs9532809 and rs4509910 variants on the age of disease onset were found in patients with SCA2.