Sequenciamento de alta cobertura de regiões exonicas dos genes PARK2, PACRG e QKI para identificação de variantes genéticas de susceptibilidade à doença de Parkinson de início precoce

Abstract

Resumo: A Doença de Parkinson (DP) é uma desordem neurodegenerativa progressiva, de manifestação insidiosa na fase adulta tardia, causada pela morte dos neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta. Quando a doença se manifesta antes dos 45 anos de idade, é caracterizada como Doença de Parkinson de Início Precoce (DPIP), uma forma de DP sob forte controle genético. Até 50% dos casos da forma autossômica recessiva de DPIP são causadas por mutações do gene PARK2. Inesperadamente, camundongos nocaute para Park2 não apresentam fenótipo de parkinsonismo; por outro lado, camundongos da linhagem Quakingviable,conhecida como modelo de desmielinização, desenvolvem tremores vigorosos por volta de 10 dias após o nascimento. Estes animais são portadores de uma deleção espontânea, homozigota recessiva, dos genes Quaking (Qki), Park2 e Pacrg, vizinhos entre si e localizados no cromossomo 17A, em região homóloga à do cromossomo humano 6q25-q27. Nossa hipótese é de que mutações nos genes QKI e/ou PACRG, em conjunto ou não com mutações de PARK2, podem ser necessárias ou suficientes para o desenvolvimento de DPIP em humanos. Para investigar essa hipótese, análise de sequenciamento comparativo direto foi realizada com as sequências codificantes dos genes QKI, PACRG e PARK2 de dois pools de DNA, um formado por trinta e seis indivíduos portadores de DPIP, e outro por dezessete indivíduos com mais de 65 anos, livres de qualquer doença neurodegenerativa, em busca de variações genéticas potencialmente patogênicas. Todas as sequências foram produzidas por sequenciamento de alta cobertura de próxima geração, conforme implementado na plataforma Ion PGM. Os dados primários foram submetidos a protocolo compreensivo de filtragem de artefatos de sequenciamento; as variantes que passaram pelos filtros de qualidade foram então submetidas a análises de previsão de alteração de sítios regulatórios de RNAm, de sítios de splicing e de sequência polipeptídica. De um total de 82 variantes identificadas, 38 foram validadas através da aplicação de critérios de qualidade (sete novas e 31 já descritas). Destas, seis variantes apresentaram evidência de consequênciafuncional. Duas destas variantes são intragênicas ao PACRG; uma missense com previsão de baixo impacto sobre a função do peptídeo e outra com impacto previsto sobre a regulação da expressão de PARK2. As quatro variantes restantes foram identificadas no gene PARK2. Duas delas, rs75860381 e rs1801334, já conhecidas, estão associadas com diminuição e aumento da atividade de Parquina, respectivamente - curiosamente, a primeira foi detectada apenas no pool pacientes, e a segunda em ambos os pools, mas com frequência quatro vezes maior nas reads do pool controles. Finalmente, duas variantes novas de PARK2 foram encontradas apenas no pool pacientes. A primeira, uma troca C/T na posição 6:161781207, é uma mutação nonsense que leva à perda do sítio catalítico da parquina; a segunda é uma deleção GA/G na posição 6:161781129-6:161781128 que desencadeia um frameshift na área que codifica o sítio catalítico da Parquina. Em ambos os casos, a previsão é de completa abolição da atividade da enzima. Estes resultados, ainda que precisem ser validados, concordam com o corpo de evidência que sugere que variantes de PARK2 são as únicas responsáveis pelo papel do locus 6q25-q27 na patogênese da DPIP.