UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS FACULDADE DE BIOMEDICINA GEISON LUIZ COSTA DE CASTRO ANÁLISE BIOCLÍNICA, CLÍNICA E MOLECULAR DA REGIÃO CODIFICADORA DO DOMÍNIO FORKHEAD DO GENE FOXE1 EM PACIENTES COM HIPOTIREOIDISMO CONGÊNITO BELÉM 2011 GEISON LUIZ COSTA DE CASTRO ANÁLISE MOLECULAR DA REGIÃO CODIFICADORA DO DOMÍNIO FORKHEAD DO GENE FOXE1 EM PACIENTES COM HIPOTIREOIDISMO CONGÊNITO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Biomedicina da Universidade federal do Pará, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Biomedicina Orientador: Prof. Dr. Luiz Carlos Santana da Silva Co-orientador: Prof. MsC. Erik Artur Cortinhas Alves BELÉM 2011 GEISON LUIZ COSTA DE CASTRO ANÁLISE MOLECULAR DA REGIÃO CODIFICADORA DO DOMÍNIO FORKHEAD DO GENE FOXE1 EM PACIENTES COM HIPOTIREOIDISMO CONGÊNITO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Faculdade de Biomedicina da Universidade federal do Pará, como requisito parcial para a obtenção do grau de Bacharel em Biomedicina, aprovado com o conceito _______________. Belém, 15 de dezembro de 2011. Banca Examinadora: _______________________________________ Prof. Dr. Luiz Carlos Santana da Silva ICB - UFPA (Orientador) _______________________________________ Prof. Dra. Rita de Cássia Mousinho Ribeiro ICB - UFPA _______________________________________ Prof. Dr. Nazário de Souza Messias Junior ICB - UFPA _______________________________________ Prof. Msc. Isabel Cristina Souza Neves (Suplente) ICS - UFPA i Aos meus pais pelo apoio, incentivo e confiança. ii AGRADECIMENTOS A Deus, que tornou tudo possível e me deu forças para continuar nas horas mais difíceis. À minha família, que sempre esteve ao meu lado em todos os momentos, sempre acreditando em mim e me incentivando de todas as formas. Ao Prof. Dr. Luiz Carlos Santana da Silva pela oportunidade de realizar este trabalho e pela orientação no mesmo. Ao Prof. MsC. Erik Artur Cortinhas Alves pelo apoio e interminável paciência que tornaram a realização deste trabalho possível. Aos meus professores da graduação, que iluminaram o meu caminho para esta realização. Aos amigos do Laboratório de Erros Inatos do Metabolismo pelos bons momentos. Aos amigos de turma Ana Paula Gomes, Bárbara Brasil e Felipe Tuji pelo interminável apoio durante os anos de graduação. A todos que de alguma forma contribuiram para a realização deste trabalho. iii RESUMO O hipotireoidismo congênito é uma doença endócrina de origem genética caracterizada por defeitos na síntese ou ação dos hormônios tireoidianos T3 e T4. Acomete 1:3000 a 1:4000 recém-nascidos em regiões iodo-suficientes e a principal causa de retardo mental reversível na infância. Quando não tratado, a doença leva a uma grave deficiência mental, acompanhada de vários outros sintomas, com variação de paciente para paciente. A disgenesia tireoidiana é a causa mais comum do hipotireoidismo congênito e, em geral, causada por mutações com padrão de herança complexa em genes relacionados com o desenvolvimento embrionário da tireóide, sendo os principais candidatos os genes PAX8, TTF1 e FOXE1. O gene FOXE1 localiza-se no locus 9q22 e possui apenas um único éxon que codifica a proteína TTF2, que se expressa em vários tecidos durante a embriogênese. O TTF2 é um fator de transcrição que contém uma região com vários resíduos de alanina e um domínio forkhead, através do qual ela se liga aos seus genes-alvo, ativando sua transcrição. Mutações inativadoras levam à síndrome de Bamforth-Lazarus, caracterizada por diversas anormalidades congênitas em tecidos onde há expressão do FOXE1. Este trabalho teve como objetivo a identificação de possíveis mutações presentes em pacientes com hipotireoidismo congênito no gene FOXE1, avaliando se existe relação entre o genótipo alterado e o fenótipo bioquímico. Foi coletado sangue de 109 pacientes com hipotireoidismo congênito e 100 indivíduos controle, seguido por extração de DNA pelo método do fenol-clorofórmio. Amplificação da região codificadora do domínio forkhead do gene TTF2 foi feita através de PCR e a busca por mutações através de seqüenciamento direto. Entretanto, não foi encontrada alteração em nenhum dos 209 indivíduos estudados, o que está de acordo com estudos semelhantes. Palavras-chave: FOXE1, TTF2, hipotireoidismo, disgenesia, Bamforth-Lazarus. iv ABSTRACT Congenital hypothyroidism is an endocrine disease with genetic origin characterized by defects in the synthesis or action of the thyroid hormones T3 and T4. Affects 1:3000 to 1:4000 newborns in iodine sufficient areas and is the main cause of reversible mental retardation in childhood. When untreated, the disease leads to a severe mental deficiency, accompanied by various symptoms, with variation from patient to patient. Thyroid dysgenesis is the most common cause of congenital hypothyroidism and usually caused by mutations with complex inheritance pattern in genes related to the embryonic development of thyroid, being the main candidates the PAX8, TTF1 and TTF2 genes. The FOXE1 gene is located in the 9q22 locus and has only one exon that encodes the TTF2 protein, which is expressed in various tissues during embryogenesis. TTF2 is a transcription factor which has a region with various alanine residues and a forkhead domain, through which it binds to its target genes, activating their transcription. Inactivating mutations lead to the BamforthLazarus syndrome, characterized by several congenital anomalies in the tissues which have FOXE1 expression. This study aimed to the identification of possible mutations present in pacients with congenital hypothyroidism in the FOXE1 gene, estimate if there is a relationship between the altered genotype and biochemical fenotype. Blood samples were collected from 109 pacients with congenital hypothyroidism and 109 control subjects, followed by DNA extraction by phenolchloroform method. The amplification of the encoding region of the forkhead domain of TTF2 protein was made by PCR and the molecular screening by direct sequencing. However, there were no alterations in any of the 209 studied subjects, which is consistent with similar studies. Key words: FOXE1, TTF2, hipothyroidism, dysgenesis, Bamforth-Lazarus. v LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AMPc - Adenosina monofosfato cíclico ATP - Adenosina tri-fosfato DAG - Diacilglicerol DIT - Diiodotirosina DPHC - Deficiência pituitária hormonal combinada DT - Disgenesia tireoidiana DUOX - Dual oxidase EDTA- Ácido etilenodiamino tetra-acético FOXE1 - Forkhead Box E1 FSH - Hormônio folículo estimulante FT - Folículo tireoidiano GDP - Guanosina di-fosfato GTP - Guanosina tri-fosfato H2O2 - Peróxido de oxigênio HC - Hipotireoidismo congênito I - Iodo I- - Íon iodeto I0 - Iodo orgânico IP3 - 1,4,5-tri-fosfato LH - Hormônio luteinizante MIT - Monoiodotirosina NIS - Simportador sódio/iodeto O2 - Oxigênio PAX8 - Paired box 8 PCR - Reação em cadeia da polimerase PIP2 - 4,5-bi-fosfato PKA - Proteína cinase A PKC - Proteína cinase C rT3 - Triiodotironina reversa SNC - Sistema nervoso central T2 - Diiodotironina T3 - 3,5,3’-triiodoitironina T4 - 3,5,3’,5’-tiroxina TG - Tireoglobulina TPO - Tireoperoxidase TR - Receptor de HT TRE - Elemento de resposta aos HT TRH - Hormônio liberador da tireotrofina TSH - Hormônio estimulante da tireóide TSHR - Receptor de TSH TTF1 - Fator de transcrição da tireóide 1 TTF2 - Fator de transcrição da tireóide 2 UREMIA - Unidade de Referência Especializada Materno-Infantil e do Adolescente do Estado do Pará vi SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 01 1.1 TIREÓIDE .................................................................................................... 01 1.1.1 Anatomia .................................................................................................. 01 1.1.2 Histologia ................................................................................................. 02 1.1.3 Fisiologia.................................................................................................. 04 1.1.3.1 Síntese e secreção de T3 e T4 ................................................................ 04 1.1.3.2 Regulação da função tireoidiana ............................................................ 06 1.1.3.3 Transporte plasmático, captação e ação celular .................................... 09 1.1.3.4 Efeitos no organismo .............................................................................. 11 1.1.4 Desenvolvimento embrionário ............................................................... 11 1.2 HIPOTIREOIDISMO CONGÊNITO .............................................................. 13 1.2.1 Triagem neonatal . ................................................................................... 14 1.2.2 Prevalência .......... ................................................................................... 15 1.2.3 Sintomas .............. ................................................................................... 15 1.2.4 Diagnóstico .......... ................................................................................... 16 1.2.4.1 Clínico ................ ................................................................................... 16 1.2.4.2 Laboratorial ........ ................................................................................... 16 1.2.4.3 Etiológico ............ ................................................................................... 17 1.2.5 Tratamento ........... ................................................................................... 17 1.2.6 Classificação ....... ................................................................................... 18 1.2.6.1 O gene FOXE1 ... ................................................................................... 19 2 JUSTIFICATIVA.......... ................................................................................... 22 3 OBJETIVOS ................ ................................................................................... 23 3.1 GERAIS .................... ................................................................................... 23 3.2 ESPECÍFICOS ......... ................................................................................... 23 4 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................... 24 4.1 AMOSTRA................ ................................................................................... 24 4.2 EXTRAÇÃO DE DNA ................................................................................... 25 4.3 AMPLIFICAÇÃO DO GENE FOXE1 ............................................................ 25 4.4 SEQUENCIAMENTO DIRETO ..................................................................... 27 4.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA .............................................................................. 27 5 RESULTADOS ............ ................................................................................... 28 5.1 ANÁLISE BIOQUÍMICA DOS PACIENTES COM HC .................................. 28 5.1 ANÁLISE CLÍNICA DOS PACIENTES COM HC.......................................... 28 5.3 ANÁLISE MOLECULAR DA REGIÃO CODIFICADORA DO DOMÍNIO FORKHEAD DO GENE FOXE1 ......................................................................... 29 6 DISCUSSÃO ............... ................................................................................... 30 7 CONCLUSÃO ............. ................................................................................... 34 REFERÊNCIAS .............. ................................................................................... 35 ANEXO I......................... ................................................................................... 41 ANEXO II........................ ................................................................................... 44 ANEXO III....................... ................................................................................... 45 ANEXO IV ...................... ................................................................................... 46 vii LISTA DE FIGURAS E TABELAS Figura 01 - Glândula Tireóide ........................................................................ p. 02 Figura 02 - Folículos Tireoidianos ................................................................. p. 03 Figura 03 - Síntese e secreção de HT ........................................................... p. 06 Figura 04 - Eixo hipotálamo-hipófise-tireóide ................................................ p. 07 Figura 05 - Sinalização do TSHR .................................................................. p. 08 Figura 06 - Desiodações do T4 ...................................................................... p. 09 Figura 07 - Captação e ação dos hormônios tireoidianos ............................. p. 10 Figura 08 - Organogênese da Tireóide .......................................................... p. 13 Figura 09 - Desenho esquemático da determinação dos primers. A região em destaque é a que codifica o domínio forkhead ............................................... p. 25 Gráfico 01 - Freqüências dos sintomas encontrdos ...................................... p. 29 Quadro 01 - Primers ...... ............................................................................... p. 26 Quadro 02 - Concentrações dos reagentes para cada protocolo de PCR ..... p. 26 Tabela 01 - Valores médios da dosagem de TSH e T4L ................................ p. 28 1 1 INTRODUÇÃO 1.1 TIREÓIDE A glândula tireóide é responsável pela síntese, armazenamento e secreção dos hormônios tireoidianos (HT) 3,5,3’-triiodotironina (T3) e 3,5,3’,5’-tiroxina (T4), que apresentam função importante no desenvolvimento, crescimento e metabolismo do organismo através da regulação da taxa metabólica corporal, principalmente na utilização do oxigênio (O2) (Aires, 2008). 1.1.1 Anatomia A tireóide é constituída por dois lobos laterais unidos por um istmo estreito e ocorre, freqüentemente, a presença do lobo piramidal, que se projeta para cima a partir do istmo, normalmente à esquerda da linha mediana (Snell, 2000). A glândula pesa entre 15 e 25 g, e cada lobo mede em torno de 2 a 2,5 cm de largura e 3 a 5 cm de comprimento com o lobo direito sendo ligeiramente maior que o esquerdo (Aires, 2008). Os lobos apresentam ápice voltado para cima, até a linha oblíqua da cartilagem tireóidea e a base situada abaixo do 4º ou 5º anel traqueal e o istmo se estende pela linha mediana na frente dos 2º, 3º e 4º anéis traqueais. A glândula apresenta se localiza entre as vértebras C5 e T1. A margem posterior de cada lobo se relaciona com as glândulas paratireóides (Snell, 2000). Uma faixa fibrosa ou muscular freqüentemente une o lobo piramidal ao osso hióide. Se a faixa é muscular recebe a denominação de músculo levantador da tireóide (Snell, 2000). É ligada por tecido conjuntivo à cartilagem cricóide e aos anéis traqueais superiores (Moore & Agur, 2002). A glândula é circundada por uma bainha derivada da lâmina pré-traqueal da fáscia cervical profunda, que prende a glândula à laringe e à traquéia (Snell, 2000). 2 A tireóide é um órgão altamente vascularizado, irrigado pelas artérias tireóideas superiores e inferiores, ramos das artérias carótida e do tronco tireocervical, e a artéria tireóidea ima, que nem sempre está presente e quando está se origina da artéria braquiocefálica ou do arco da carótida. A drenagem venosa é feita através das veias tireóideas superior, média e inferior, que drenam o sangue para a veia jugular. A drenagem linfática é feita principalmente para os linfonodos cervicais profundos, porém, há vasos que descem para os linfonodos paratraqueais (Snell, 2000) (Figura 01). Figura 01 - Glândula Tireóide (Fonte: http://www.jorgebastosgarcia.com.br) A inervação recebida é oriunda do sistema nervoso autônomo por nervos simpáticos e parassimpáticos. As fibras simpáticas derivam-se do gânglio cervical, ao passo que as fibras parassimpáticas, derivadas do nervo vago, são ramificações do nervo faríngeo (Aires, 2008). 1.1.2 Histologia A tireóide é composta por aproximadamente três milhões de unidades funcionais chamadas de folículos tireoidianos (FT). Os FT medem aproximadamente 0,5 mm de diâmetro é formado por células epiteliais cubóides, também chamadas de tireócitos, que delimitam o lúmen do FT em espaços esféricos compostos por uma 3 substância chamada colóide. As células epiteliais do folículo podem ser do tipo cúbico ou pavimentoso, com a altura das células indicando a atividade funcional da tireóide (Ross et al., 1993). Os tireócitos estão sobre uma fina lâmina basal. A porção basal da célula é rica em reticulo endoplasmático granular, com uma quantidade moderada de mitocôndrias. A porção apical possui uma quantidade discreta de complexos de Golgi bem desenvolvidos e apresenta grânulos com característica do colóide folicular, além de lisossomos e vacúolos de aspecto claro. O núcleo possui uma localização central e há normalmente um ou mais de um nucléolo proeminente (Ross et al., 1993) (Figura 02). Figura 02 - Folículos Tireoidianos (Fonte:http://projetonucleocatireoide.blogspot.com) A glândula é envolta por uma cápsula de tecido conjuntivo derivado da fáscia cervical profunda que envia septos para o parênquima glandular, que vão se ficando mais delgados e gradualmente atingem todos os FT, separando-os em agrupamentos de 30 a 40 FT chamados lóbulos, abrindo caminho para os vasos sanguíneos, linfáticos e fibras nervosas (Junqueira & Carneiro, 2008). Este tecido conjuntivo é constituído por fibras reticulares e uma significativa rede de capilares linfáticos e capilares sanguíneos fenestrados, que facilitam a passagem dos hormônios para os vasos. O espaço extrafolicular também é constituído por células claras, as chamadas células parafoliculares ou células C, que secretam o hormônio calcitonina, cujo efeito sistêmico é a redução da calcemia (Junqueira & Carneiro, 2008). 4 1.1.3 Fisiologia 1.1.3.1 Síntese e secreção de T3 e T4 O iodo (I) possui um papel de extrema importância na síntese dos hormônios tireoidianos. É adquirido através da alimentação, sendo convertido no íon iodeto (I-) pela microbiota intestinal, que é amplamente absorvido pelo intestino delgado, com pouca quantidade sendo eliminada pelas fezes. O I- na circulação é absorvido pelos tireócitos através do simportador sódio/iodeto (NIS, de natrium iodine symporter), que realiza o transporte ativo de I- contra um gradiente eletroquímico, pois o I- é cerca de 30 vezes mais concentrado no meio intracelular (Guyton, 2006). A proteína localiza-se na porção basal do tireócito e o processo de simporte se dá na proporção de dois íons Na+ a favor do gradiente de concentração para um íon I- contra o seu gradiente (Koeppen & Stanton, 2009). No meio intracelular, o iodeto se difunde em direção à porção apical da célula e alcança o lúmen do FT através de uma proteína localizada na porção apical da membrana plasmática que atua como transportador de ânions chamado pendrina (Koeppen & Stanton, 2009). No lúmen do FT, o iodeto é oxidado pela enzima tireoperoxidase (TPO), também localizada na porção apical do tireócito (Koeppen & Stanton, 2009). O processo é catalisado pelo peróxido de hidrogênio (H2O2), que atua como doador de O2 (Aires, 2008) e é produzido pelas enzimas dual oxidases (DUOX), também localizadas na porção apical do tireócito e possuem atividade NADPH oxidase. Paralelamente, a TG, precursora dos HT é traduzida como na sua forma pré-proteína como um monômero e passa por várias modificações pós-traducionais até ser dimerizada e então liberada no lúmen (Targovnik et al., 2011). Depois de oxidado, o iodo orgânico (I0), através de um processo de iodação catalizado pela TPO, é incorporado aos resíduos de tirosina da TG (Guyton & Hall, 2006). Quando uma molécula de I0 é incorporada ao resíduo de tirosina é formada uma monoiodotirosina (MIT) e quando ocorre a incorporação de duas moléculas de I0 é formada uma diiodotirosina (DIT) (Koeppen & Stanton, 2009). 5 Ainda quando ligadas à TG, iodotirosinas se acoplam. Ocorrendo o acoplamento de MIT com DIT, ocorre a formação de T3 ou triiodotironina reversa (rT3), que diferem entre si quanto à posição de iodação, ao passo que o acoplamento de duas MIT leva à formação de T4. Outra situação que pode ocorrer é o acoplamento de duas MIT, o que leva à formação de diiodotironina (T2), que assim como rT3 não apresenta efeito conhecido no organismo (Aires, 2008). O próximo passo é a captação do colóide pelo tireócito pelo processo de pinocitose. Por ação do hormônio estimulante da tireóide (TSH), ocorre a formação de pseudópodes na membrana apical do tireócito, levando à captação do colóide (Guyton & Hall, 2006). Este processo é mediado pela megalina, proteína similar ao receptor de colesterol de baixa densidade localizada na face lumiar da membrana apical do tireócito (Koeppen & Stanton, 2009). No interior da célula, ocorre a fusão das vesículas de colóide com lisossomos, formando os endossomos, levando à hidrólise da TG e eventual liberação de MIT, DIT, T2, T3, rT3 e T4 (Aires, 2008), com apenas pequenas quantidades de TG intactas sendo liberadas na circulação, mesmo sob circunstâncias normais (Koeppen & Stanton, 2009). Sendo MIT e DIT moléculas biologicamente inativas, ocorre a retirada do iodo delas pela ação das desalogenases, que atuam especificamente nestas moléculas. Ainda no tireócito, parte de T4 é convertida em T3 por ação enzimática da 5’-desiosidase. O I- removido de MIT, DIT e T4 é reutilizado em uma nova síntese hormonal. Os hormônios são secretados pelo tireócito através de difusão pela porção basal da célula e atingem a rede de capilares, sendo distribuídos pelo organismo (Aires, 2008) (Figura 03). 6 Figura 03 - Síntese e secreção de HT (Fonte: Guyton & Hall, 2006) A tireóide é a única glândula endócrina que apresenta a capacidade de armazenar seu produto de excreção. Os HT são armazenados nos FT ligados à molécula de TG em uma quantidade suficiente para suprir o organismo por dois ou três meses depois de cessada a síntese hormonal. Desta forma, somente depois deste tempo que os efeitos da interrupção da síndrome hormonal são sentidos (Guyton & Hall, 2006). 1.1.3.2 Regulação da função tireoidiana A função da tireóide é regulada através de mecanismos intrínsecos e extrínsecos. O mecanismo de regulação de controle intrínseco é realizado através da disponibilidade de I- no tireócito, sendo a síntese hormonal diminuída em escassez ou excesso de ingestão de I-. Os efeitos da escassez se dão pela ausência de I- para a iodação da TG, ao passo que em níveis muito altos do íon, a atividade das NADPH oxidases e a transcrição dos genes do NIS e da TPO são reprimidas, resultando em uma baixa na síntese hormonal. Entretanto com a normalização dos 7 níveis de I- a síntese hormonal também é normalizada. Este processo é chamado de efeito Wolff-Chaikoff (Koeppen & Stanton, 2009). O principal meio regulador da função tireoidiana é o eixo hipotálamohipófise-tireóide. O hormônio liberador da tireotrofina (TRH) liberado pelo hipotálamo chega à hipófise via sistema porta hipotálamo-hipófise e estimula a secreção de TSH através da sua ação sobre os receptores dos tireotrofos da adeno-hipófise. A secreção de TSH também é regulada pelos níveis plasmáticos dos HT livres, de forma que níveis elevados de T3 e T4 diminuem a síntese de TSH, assim como níveis baixos dos HT aumentam a secreção de TSH para compensar o déficit hormonal. A hipófise é capaz de desiodar T4 em T3, que por sua vez agirá como molécula efetora no bloqueio da secreção do TSH (Koeppen & Stanton, 2009). (Figura 04). Figura 04 - Eixo hipotálamo-hipófise-tireóide (Fonte: http://shalwediscuss.com) O TSH age o tireócito através de sua ação no receptor de TSH (TSHR), localizado na membrana celular, ativando vias de sinalização por intermédio da ativação das proteínas Gs e Gq, acopladas ao receptor. A ativação do receptor promove a substituição da molécula de guanosina di-fosfato (GDP) ligada à 8 subunidade α de ambas as proteínas G por guanosina tri-fosfato (GTP), levando à dissociação desta subunidade. A subunidade α da proteína Gs promoverá a ativação da enzima adenililciclase, que estimula a conversão de adenosina tri-fosfato (ATP) a adenosina monofosfato cíclico (AMPc), que por sua vez ativará a proteína cinase A (PKA). A subunidade α da proteína Gq, por sua vez, levará à ativação da fosfolipase C, que estimulará a conversão de fosfatidil inositol 4,5-bifosfato (PIP2) para 1,4,5-trifosfato (IP3) e diacilglicerol (DAG), levando à liberação de cálcio intracelular e a ativação da proteína cinase C (PKC), respectivamente (Aires, 2008) (Figura 05). Figura 05 - Sinalização do TSHR. (Fonte: HTTP://www.hotthyroidology.com) O TSH estimula a expressão de proteínas envolvidas na síntese hormonal, proteólise da TG, captação de I-, a endocitose do colóide e a liberação dos HT pela glândula. O TSH também promove hipertrofia e hiperplasia das células foliculares, aumentando também o número de capilares e o fluxo sanguíneo (Koeppen & Stanton, 2009). 9 1.1.3.3 Transporte plasmático, captação e ação celular Pouca quantidade dos HT se encontra na forma livre do plasma, estando em sua maioria ligado a proteínas transportadoras. Entretanto, apenas em sua forma livre os HT promovem sua ação fisiológica nos tecidos periféricos, sendo a porção ligada às proteínas forma de armazenamento dos HT secretados (Aires, 2008). Os HT entram nas células através da ação de vários tipos de transportadores, como os transportadores de ânions orgânicos e transportadores de aminoácidos (Aires, 2008). Apesar de que aparentemente apenas o T3 possui atividade biológica nos tecidos periféricos, a maior parte dos HT secretados pela tireóide está na forma de T4 com pouca quantidade de T3 sendo secretada. Entretanto, nos tecidos periféricos, grande parte do T4 é desiodado em T3, produzindo 80% da quantidade total deste. Dependendo da posição do I- retirado do T4, o processo de desiodação pode originar tanto T3, se o I- retirado for do anel externo do T4, como rT3 , se a retirada for no anel interno. Quase toda a quantidade de rT3 é produzida desta forma (Aires, 2008) (Figura 06). Figura 06 - Desiodações do T4 (Fonte: Meyer et al., 2007) Apesar de não haver ainda mecanismos descritos, existem evidências que apontam para uma atividade biológica do T4 (Koeppen & Stanton, 2009). 10 O T3 liga-se se aos receptores de HT (TR), (T ), que se encontram ligados a regiões específicas de DNA chamadas elementos de resposta aos HT (TRE), com função de fatores de transcrição (Aires, 2008). O TR se liga ao TRE independente da presença de T3. O TRE contém dois hemissítios com a seqüência nucleotídica AGGTCA, que podem estar na forma de repetições diretas um do outro, palíndromos reversos ou sítios únicos, dependendo do tipo celular. Na ausência do T3, dois TR formam um homodímero que se liga aos hemissítios hemissíti do TRE, levando à repressão da transcrição, através da ação de proteínas co-regulatórias regulatórias que promoverão a desacetilação das histonas, compactando do a cromatina. cromatina Na presença do T3, é formado um heterodímero TR-T TR 3, que levará à desativação do processo de repressão, ocorrendo a ação de proteínas coco ativadoras, promovendo a acetilação das histonas e, conseqüentemente, conseq o afrouxamento da cromatina e o acesso de fatores transcricionais (Zhang & Lazar, 2000),, estimulando a transcrição de genes-alvo, genes como os que codificam enzimas relacionadas ao metabolismo de carboidratos, lipídeos e proteínas, assim como o próprio TSH e o TR (Koeppen & Stanton, 2009) (Figura 07). Figura 07 - Captação e ação dos hormônios tireoidianos (Fonte: Guyton & Hall, 2006) 11 1.1.3.4 Efeitos no organismo O efeito geral dos HT sobre o organismo é o aumento da atividade funcional do corpo, levando a um maior consumo de O2 e aumento da temperatura corporal (Aires, 2008). Ao nível celular os HT aumentam a atividade metabólica celular, estimulando o metabolismo protéico, lipídico e de carboidratos (Guyton & Hall, 2006). Ocorre também o aumento no número e tamanho de mitocôndrias (Koeppen & Stanton, 2009). No organismo, os HT apresentam efeitos estimulatórios nos sistemas respiratório, cardiovascular, renal, muscular, ósseo, endrócrino e no sistema nervoso central (SNC) (Koeppen & Stanton, 2009). No SNC, os HT induzem a expressão de genes importantes para a função neuronal, como os das proteínas básicas da mielina, do fator neurotrópico e proteínas envolvidas a adesão e migração de células neurais. No geral, os HT promovem uma estimulação geral do SNC (Koeppen & Stanton, 2009). 1.1.4 Desenvolvimento Embrionário O intestino primitivo, logo após sua formação, tem um formato amorfo e apresenta uma cavidade cilíndrica, cuja superfície interior é revestida por uma camada de células com características epiteliais. Subseqüentemente, ocorre a invaginação de vários brotos ao longo do seu comprimento, cada um levando à formação de um dos órgãos derivados do intestino primitivo (Parlato et al., 2004). A diferenciação morfológica é conseqüência da expressão de fatores de transcrição específicos para cada órgão que através da ativação de genes-alvo, levará a formação dos órgãos específicos (Parlato et al., 2004). A tireóide é a primeira glândula endócrina a surgir no embrião humano (Aires, 2008). Por volta da 3ª semana de desenvolvimento, ocorre um espessamento endodérmico mediano no assoalho da faringe primitiva entre a primeira e a segunda bolsas branquiais (Aires, 2008). Este espessamento logo forma uma projeção para baixo chamada divertículo tireoidiano (Moore & Persaud, 2008), que abriga as 12 células do primórdio tireoidiano (Fagman & Nilsson, 2010), que migram caudalmente. O divertículo tireoidiano se mantém ligado à base da língua através do duto tireoglosso (Moore & Persaud, 2008). As células do primórdio tireoidiano se distinguem das demais células endodérmicas pela expressão combinada dos fatores de transcrição: Fator de transcrição da tireóide 1 (TTF1), Fator de transcrição da tireóide 2 (TTF2) e Paired Box 8 (PAX8) (Fagman & Nilsson, 2010). Estes fatores são conectados por uma rede regulatória integrada (Parlato et al., 2004). Na 7ª semana, a tireóide primitiva passa por uma expansão bilateral, que originará os lobos esquerdo e direito, com a porção mediana remanescendo como o istmo (Fagman & Nilsson, 2010). O divertículo tireoidiano atinge sua posição definitiva: a região anterioinferior do pescoço abaixo da cartilagem cricóide, anteriormente ao segundo e o terceiro anéis traqueais, com a degeneração do duto tireoglosso, cuja abertura proximal dará origem ao forame cego. Em alguns casos, a extremidade do duto tireoglosso não se degenera, originando, o lobo piramidal, que se liga ao osso hióide (Moore & Persaud, 2008). Neste mesmo período, o primórdio tireoidiano recebe células da bolsa ultimobranquial, derivadas da crista neural, que se diferenciarão nas células C (Sadler, 2005). No início, o primórdio tireoidiano consiste em uma massa sólida de células endodérmicas. Este agregado celular é posteriormente dividido em uma rede de cordões epiteliais, pela invasão de tecido conjuntivo (Moore & Persaud). Na 10ª semana, os cordões se dividem em pequenos grupos celulares. Em seguida a massa celular se diferencia e adquire aspecto folicular (Garcia & García, 2001). Na 11ª semana já pode ser detectada a formação de colóide e a detecção de T4 pode ser feita na 12ª semana (Moore & Persaud, 2008) (Figura 08). 13 Dias Embrionários 20-24 50 60 70 Diferenciação 84 Endoderme Início da Proliferação e união Glândula da faringe Migração com as células da crista Tireóide neural funcional TTF1 TTF2 PAX8 TSHR Tg, TPO e NIS Figura 08 - Organogênese da Tireóide (Fonte: Davies et al. 2005) 1.2 HIPOTIREOIDISMO CONGÊNITO O hipotireoidismo congênito (HC) é uma doença metabólica causada por deficiência na síntese e ação dos HT, resultando em redução generalizada de processos metabólicos (Margotto, 2006). É a causa mais comum de retardo mental tratável e reversível na infância (Silva et al., 2005). Exceto nos casos de HC central, a doença é caracterizada por níveis séricos elevados de TSH, em resposta a redução dos níveis de HT (Montanelli & Tonacchera, 2010). A deficiência hormonal acarreta em alterações no crescimento e desenvolvimento dos os recém-nascidos afetados (Margotto, 2006). Dessa forma, o diagnóstico precoce e o tratamento iniciado nas primeiras semanas de vida são fundamentais para se evitar o comprometimento neurológico das crianças afetadas e, na maioria dos casos, propiciar um desenvolvimento intelectual normal (Pezzuti et al., 2009). Ausência ou atraso no tratamento agrava mais a sintomatologia, podendo levar a um quadro de cretinismo (Oliveira et al., 2006). Estudos mostram que os hormônios da tireóide são necessários para o desenvolvimento cerebral desde o final do primeiro trimestre de gestação. Até a 14 tireóide fetal se tornar totalmente funcional, a fonte mais importante de HT para para o feto são os hormônios maternos. Após o desenvolvimento da tireóide fetal, os hormônios maternos são gradualmente substituídos pelos hormônios fetais (Santisteban & Bernal, 2005). As manifestações clínicas da doença são escassas e inespecíficas ao nascimento, surgindo gradativamente ao longo do tempo, especialmente nos três primeiros meses de vida (Oliveira et al., 2006). Em razão da elevada frequência e da severidade da doença, foram implantados programas de triagem neonatal, que visam o diagnóstico tanto do HC quanto de outras doenças genéticas (Margotto, 2006). 1.2.1 Triagem Neonatal O ano de 1972 marca o início dos programas de triagem neonatal para HC na América do Norte (Djelmi et al., 2006). Triagem neonatal para o HC foi estabelecida a nível mundial, começando no Canadá em 1974 e no Reino Unido em 1982 (Park & Chatterjee, 2010). Estudos posteriores apontaram para um aumento da prevalência de HC após a implementação do programa. (Pezzuti et al., 2009). No Brasil, em 1990, com a iniciativa de regulamentação estabelecida pelo Estatuto da Criança e do Adolescente (lei n. 8069/1990) a realização de exames visando o diagnóstico e tratamento precoce de doenças congênitas tornou-se obrigatória. Entretanto, nesse período a triagem neonatal era restrita ao diagnóstico de HC e fenilcetonúria (Oliveira et al., 2006). A implementação do Programa Nacional de Triagem Neonatal, mediante a Portaria do Ministério da Saúde nº822, de junho de 2001 (França & Domingos, 2008), tornou possível a inclusão de exames para a detecção de fibrose cística, doenças falciformes e hemoglobinopatias (Oliveira et al., 2006). 15 1.2.2 Prevalência Em regiões iodo-suficientes afeta de 1:3000 a 1:4000 nascidos vivos (Perone et al., 2004), sendo a mais comum desordem endócrina (Park & Chatterjee, 2010). Estes números se referem somente aos casos de HC permanente. Quando são considerados os casos de HC periférico e os causados por defeitos no eixo hipotalâmico-hipofisário, a incidência sobe para 1:1200 nascidos vivos (Moreno, 2003). O sexo feminino é duas a três vezes mais afetado do que o masculino e essa prevalência é maior ainda em pacientes com síndrome de Down (Perone et al., 2004). Dados de 2007 mostram uma prevalência mais alta em indianos (1:1200) em relação a outras etnias asiáticas, como chineses e vietnamitas (1:2380). Em ocidentais, a prevalência maior é vista em latinos (1:1600). Na população caucasiana a prevalência esta na média dos países iodo-suficientes (1:3533). Na população negra a prevalência é muito baixa, em torno de 1:11000 (LaFranchi, 2011). No Brasil, segundo dados do Ministério da Saúde, a prevalência é de 1:3500 (Oliveira et al., 2006). 1.2.3 Sintomas O sintoma clássico e mais freqüente é a icterícia prolongada (Oliveira et al., 2006). Além da icterícia, outros sintomas podem ocorrer, como: fontanela anterior alargada, macroglossia, distensão abdominal, hérnia umbilical, hipotonia, choro rouco, perfusão periférica inadequada, bradicardia, diminuição de pressão arterial, derrame pericárdico, facies mixedematosa, bócio, retardo na maturação óssea, retardo do crescimento, deficiência mental, sendo este último o sintoma mais importante (Margotto, 2006). 16 1.2.4 Diagnóstico 1.2.4.1 Clínico As manifestações clínicas do HC são geralmente escassas ou ausentes, estando presente em apenas 5% dos recém-nascidos nos primeiros dias de vida. Os sintomas surgem gradativamente ao longo dos primeiros meses de vida, quando não tratados precocemente. Assim, o quadro clínico pode se instalar ao final do 1º mês de vida em 10% dos casos, ao final do 3º mês em 35% dos casos e ao final de 12 meses em 75% dos casos (Margotto, 2006). Esta ausência ou reduzida apresentação dos sintomas no início da vida podem ser explicadas pela passagem transplacentária de HT maternos. Ainda sim, o diagnóstico inicial deve ser inicialmente clínico (Pezzuti et al., 2009). 1.2.4.2 Laboratorial De acordo com a Portaria GM/MS n° 822, de 06 de jun ho de 2001, o diagnóstico laboratorial se dá através da dosagem de TSH em amostras de sangue colhidas em papel filtro, o chamado Teste do Pezinho. Quando o valor do TSH sérico é superior a 20 uL/L em radioimunoensaio ou 15 uL/L em ensaios imunométricos é feita a dosagem de T4 para a confirmação do resultado, que deve ser maior do que 6 ug/dL. Em caso de positividade, deve ser feita a dosagem em sangue venoso de TSH e porções total e livre de T4. Persistindo os resultados alterados é confirmado o diagnóstico. Os níveis de TSH de crianças não-afetadas podem ser mais elevados durante as primeiras 24 horas de vida devido ao estresse do parto, podendo gerar diagnósticos falso-positivos. Entretanto, estes níveis geralmente normalizam entre dois ou três dias. Os programas que testam apenas a T4 apresentam 10% de casos falsos-negativos, enquanto a dosagem de TSH nas primeiras 48 horas pode levar a um aumento de casos falsos-positivos. Por isso, deve-se fazer repetição em plasma (Souza et al., 2002). 17 Agindo desta forma, a média de detecção dos casos suspeitos é de aproximadamente 90%. Os 10% dos casos restantes são afetados de forma menos grave e não se tornam detectáveis por dosagem de TSH sérico até a idade de duas a seis semanas de vida. Qualquer que seja a estratégia escolhida, a triagem pode perder casos raros de HC, tais como: HC central, doença compensada (com T4 normal e TSH elevado) e aumento tardio de TSH (Margotto, 2006). 1.2.4.3 ETIOLÓGICO A cintilografia da tireóide é útil para a distinção morfofuncional da etiologia nos casos de DT (Clerc et al., 2008). Por ser pouco prática, a cintilografia não é amplamente aplicada na rotina. A ultra-sonografia da tireóide permite a localização e um exame da morfologia da glândula, sendo bem mais prática do que a cintilografia (Bettendorf, 2002). Os anticorpos anti-Tg, antiTPO e anti-TSHR podem ser produzidos pela mãe em algumas patologias e a sua dosagem também permite um esclarecimento quanto à etiologia, visto que a presença destes anticorpos foi detectada em casos de HC transitório (Silva et al., 2005). O teste de estímulo em TRH tem como objetivo avaliar a integridade do eixo hipotálamo-hipófise-tireóide e auxilia no diagnóstico do hipotireoidismo central. 1.2.5 Tratamento Após a repetição do exame em plasma, deve-se iniciar o tratamento o mais cedo possível com administração oral de levotiroxina. O paciente deve seguir acompanhamento clinico com um endocrinologista, além de monitoramento laboratorial com objetivo de manter os níveis de TSH inferiores a 4 mU/mL (Souza et al., 2002). Se não imediatamente, o tratamento deve ser iniciado preferencialmente antes do 14º dia de vida do recém-nascido. A dosagem normalmente é de 10 a 15 µg/kg corporal. Durante o primeiro mês de vida os níveis plasmáticos de TSH devem diminuir, ao passo que os níveis de T4, T3 e rT3 devem entrar na normalidade 18 (Bettendorf, 2002). É importante haver um devido controle da dosagem, pois reações adversas podem ser observadas em casos de superdosagem e subdosagem, caracterizados por quadros clínicos de hiper e hipotireoidismo, respectivamente (Margotto, 2006). 1.2.6 Classificação Dependendo da sua etiologia, o HC apresenta diversas classificações. O hipotireoidismo primário é aquele que decorre de deficiência glandular. Aproximadamente 85% do hipotireoidismo primário são decorrentes de defeitos na formação glandular durante a embriogênese e é denominado disgenesia tireoidiana (DT), que por sua vez pode ocorrer por hemiagenesia e agenesia glandular (2042%), ectopia (35-42%) ou hipoplasia tireoidiana (24-36%) (Perone et al., 2004). Em até 98% dos casos a DT pode ser esporádica, 2% dos casos são familiais (AbuKhudir et al., 2010). A DT apresenta uma grande variabilidade de sintomas, o indica que a patogênese envolve múltiplos defeitos de desenvolvimento, afetando diferentes processos da embriogênese da glândula (Fagman & Nilsson, 2011). Entretanto, a patogênese é muito pouco conhecida (Castanet et al., 2002). Ademais, há uma associação entre DT e outros defeitos congênitos, principalmente cardíacos (Grüters et al., 2004). Dos vários genes candidatos a estar associados à DT, os principais são os genes TTF1, FOXE1, PAX8 e o TSHR (Park & Chatterjee, 2010). Cerca de 10% dos casos de HC primário são erros inatos que levam a defeitos na síntese hormonal, chamados de disormonogênese (Perone et al., 2004). Clinicamente, pacientes com esta patologia normalmente apresentam bócio (Perone et al., 2004), porém há exceções. As mutações que levam à disormonogênese predominantemente parecem ser herdadas de uma forma autossômica recessiva (Park & Chatterjee, 2010). A transferência transplacentária de anticorpos maternos é a causa dos 5% restantes (Kopp, 2002). O HC transitório é uma anormalidade na função tireoidiana do recémnascido, que progressivamente volta ao normal, necessitando ou não de terapia de reposição hormonal. Acomete de forma mais freqüente as crianças prematuras e pode ocorrer como conseqüência de: carência ou excesso de I- na mãe ou no 19 recém-nascido, doenças tireoidianas maternas, uso de drogas pela mãe que interferem na função tireoidiana fetal, a passagem transplacentária de anticorpos maternos (Bhavani, 2011) e mutações gene DUOX2 (Pfarr et al., 2006). O HC central ocorre por uma estimulação deficiente de TSH em uma tireóide normal em decorrência de disfunções hipotalâmicas ou hipofisárias congênitas. Estas deficiências também podem ocorrer por diversos tipos de câncer ou lesões neurológicas. Bioquimicamente se caracteriza por baixos níveis séricos de TSH e de HT (Gupta & Lee, 2011). Defeitos genéticos no desenvolvimento da hipófise podem resultar em várias formas de deficiência pituitária hormonal combinada (DPHC), que acarretam em deficiência de produção e secreção de um ou mais hormônios hipofisários, incluindo TSH, e são associadas a mutações em fatores transcricionais hipofisários (Perone et al., 2004). A inativação do receptor de TRH também pode levar ao HC central, ao passo que nenhuma mutação no gene codificador do TRH foi descrita (Kopp, 2002). Mutações na subunidade β do TSH são desordens genéticas raras, com herança autossômica recessiva e fenótipo clínico variável, mas que também estão relacionadas ao HC central (Perone et al., 2004). Outra forma de HC é resistência periférica aos HT, um distúrbio hereditário caracterizado por diminuição na resposta dos tecidos-alvo ao T3, que ocorre freqüentemente devidos mutações no gene TRHB, que codifica a o TRβ, um dos tipos de TR (Perone et al., 2004) e leva à falta de ação dos HT nos tecidos onde predomina o TRβ, como o fígado, rim, músculo esquelético, miocárdio, cérebro, hipotálamo e hipófise (Aires, 2008). 1.2.6.1 O gene FOXE1 O gene Forkhead box E1 (FOXE1), também chamado de TTF2 ou FKHL15 faz parte da família de genes codificadores de proteínas que se ligam ao DNA através do domínio forkhead, em sua maioria importantes reguladores da embriogênese (Castanet et al., 2002). O gene localiza-se no cromossomo 9q22 e contém um único éxon, que se estende por 4,5 kb (Kang et al., 2010). 20 O gene codifica o TTF2, uma fosfoproteína (Park & Chatterjee, 2010) com 376 resíduos de aminoácidos. Possui um comprimento com vários resíduos de alanina, denominado trato polialanina, cujo comprimento varia de 11 a 19 resíduos de alanina (Szczepanek et al., 2011), além de um domínio forkhead, que contém 110 resíduos de aminoácidos altamente conservados na família de proteínas FOX (Kang et al., 2010). A proteína TTF2 atua como fator de transcrição de genes alvo, como a TG e a TPO através da ligação do seu domínio forkhead à seqüências específicas de DNA nos promotores e ativando a transcrição destes (Castanet et al., 2002). Entretanto, há uma controvérsia quanto ao papel do TTF2 na tireóide adulta porque também foi detectada uma atividade repressora sobre a expressão de PAX8 e TTF1 (Perrone et al., 2000). O TTF2 também regula a expressão dos genes MSX1 e TGFβ-3, essenciais para a formação adequada do palato. (Venza et al., 2011). A proteína TTF2 está presente na camada endodérmica ao longo do intestino primitivo, que se caracterizada pela presença dos arcos e bolsas faringeos, estruturas embrionárias transitórias que darão origem a vários órgãos na cabeça e no pescoço. No desenvolvimento, o TTF2 é expresso no revestimento epitelial nos arcos faringeos, mas está ausente nas segunda, terceira e quarta bolsa faringeas. Caudalmente à quarta bolsa faringea, o TTF2 é detectado no assoalho ventral da faringe primitiva, mas está ausente no sulco laringo-traqueal (Dathan et al., 2002). O TTF2 é ausente nos órgãos derivados das bolsas traqueais, como o timo e paratireóides. É expressa em tecidos derivados dos arcos e da parede traqueais, como a tireóide, língua, epiglote, palato e esôfago, além da superfície oral do palato. É importante enfatizar que no esôfago, a expressão do TTF2 é restrita à camada epitelial, cessando no limite com o estômago. A detecção é significativa durante a vida embrionária, mas no esôfago adulto, os níveis de expressão são insignificantes (Dathan et al., 2002). Em tecidos derivados da ectoderme, a expressão do TTF2 é detectável nas coanas e na bolsa de Rathke, estrutura que participa da formação da adenohipófise, e no epitélio da cavidade oral. Entretanto a expressão do TTF2 não é detectada nos tecidos derivados da neuroectoderme. A proteína é expressa na adeno-hipófise apenas nos estágios iniciais da embriogênese, não sendo mais detectada em estágios posteriores (Dathan et al., 2002). 21 No camundongo, TTF2 apresenta expressão transitória durante a migração do primórdio tireoidiano. Nesta fase, a proteína reprime a transcrição dos fatores TTF1 e PAX8 e, conseqüentemente, dos genes da TG e TPO, respectivamente. Subseqüentemente, a expressão do TTF2 é desligada, e é restaurada no tecido adulto, onde a proteína apresenta função de ativador transcricional da TG e TPO (Hishinuma et al., 2001). Em estudos com modelos animais com camundongos, os heterozigotos Foxe +/- não apresentaram fenótipo clínico evidente. Entretanto, camundongos homozigotos Foxe-/- morrem dentro de 48 horas após o nascimento, apresentando agenesia ou ectopia tireoidiana. Ocorre também ausência de HT, com elevação compensatória de TSH, evidenciando resposta hipofisária normal. Estes camundongos também apresentaram grave fenda palatina, que é apontada como a possível causa da morte (De Felice et al.,1998). Estes estudos evidenciam um importante papel na migração correta do primórdio tireoidiano, assim como a sobrevivência e proliferação dos tireócitos (Szczepanek et al., 2011). Mutações inativadoras em homozigose no gene FOXE1 levam à Síndrome de Bamforth-Lazarus, quadro clínico caracterizado por HC por agenesia tireoidiana, fenda palatina, atresia das coanas, epiglote bífida e cabelo espetado (Tonacchera et al., 2004). Estudos apontam para uma alteração nos níveis de expressão do gene FOXE1 em diversas patologias da tireóide, chegando a ser totalmente reprimida em alguns casos de câncer na glândula (Sequeira et al., 2001). 22 2 JUSTIFICATIVA Um dos principais aspectos que mostram a importância deste trabalho é a falta de grupos de pesquisa sobre HC e distúrbios relacionados ao metabolismo da tireóide no Brasil, de tal forma que a consolidação de um grupo de pesquisa é de relevante importância no avanço do conhecimento dos mecanismos causadores desta doença, que é a causa prevenível mais comum de deficiência mental na infância. Entre as doenças triadas pelo Programa de Triagem Neonatal, o HC é a doença mais freqüente, porém não apresenta dados claros em relação aos seus aspectos moleculares, principalmente no que se diz respeito à etiologia do HC primário quanto à DT, que é a causa mais comum de HC primário. Dessa forma, estudos nos genes associados à patologia se mostram de relevante importância visto que podem trazer esclarecimentos acerca do entendimento da etiologia da doença Uma possível solução do problema quanto à da doença seria a união de técnicas bioquímicas às técnicas moleculares, que podem contribuir para a definição do diagnóstico etiológico do HC e até para a relação genótipo e fenótipo dos pacientes, que pode ser usada como instrumento no monitoramento do tratamento com reposição do hormônio sintético levotiroxina de forma a adequar a posologia do hormônio ao genótipo de cada paciente. Ademais, nunca foi feito nenhum estudo com o gene FOXE1 na região Norte do Brasil, onde existem numerosos casos da doença. 23 3 OBJETIVOS 3.1 GERAL Identificar e caracterizar mutações presentes no gene FOXE1 em pacientes com HC e estabelecer a incidência das mesmas na amostra em estudo. 3.2 ESPECÍFICOS a) Investigar se há uma relação entre o genótipo encontrado com o fenótipo bioquímico e clínico do HC; b) Determinar a frequência das mutações encontradas no gene FOXE1 em pacientes com HC primário; c) Descrever os achados clínicos nos pacientes associados com as possíveis mutações encontradas no gene FOXE1. 24 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 AMOSTRA Para a realização do projeto, foram estudados 109 pacientes com HC com faixa etária de 1 a 12 anos tratados na Unidade de Referência Especializada Materno-Infantil e do Adolescente do Estado do Pará (UREMIA). As famílias dos pacientes foram convidadas a participar do estudo sendo informadas por folheto (Anexo I). Foi utilizado um grupo controle de 100 indivíduos saudáveis e sem casos de HC na família. O trabalho foi a provado pelo comitê de Ética da Fundação Hospital Santa Casa de Misericórdia do Pará (Anexo III) e está de acordo com os princípios éticos básicos das diretrizes e normas que regulamentam a pesquisa em seres humanos: autonomia, beneficência, não-maleficência e justiça. Levando em consideração que o estudo é de caráter analítico, não houve exposição a risco maior. No momento do contato com o responsável pelo paciente com HC, foram informados os objetivos deste estudo e os riscos e benefícios do mesmo ao paciente, aos familiares e a população afetada pela doença em questão. Os objetivos do estudo e eventuais dúvidas foram esclarecidos por contato pessoal com a família dos pacientes. Nos casos de convites aceitos foi fornecido o termo de consentimento livre e esclarecido (Anexo II) aos pais ou responsável dos pacientes, já que sua maioria é menor de idade, antes da coleta do material. O critério fundamental para a inclusão dos pacientes neste trabalho foi o diagnóstico confirmado de HC primário, através de avaliação clínica e achados bioquímicos, neste caso, a dosagem plasmática dos hormônios TSH e T4. O material utilizado neste trabalho foi sangue periférico. Foram coletados 5 mL de sangue total através de punção venosa em um tubo contendo o anticoagulante ácido etilenodiamino tetra-acético (EDTA). As amostras foram devidamente identificadas com o nome do paciente e data de chegada e armazenadas a -20°C até o momento do processamento. 25 4.2 EXTRAÇÃO DE DNA Inicialmente foi realizada a extração de DNA através de uma adaptação do método do Fenol-Clorofórmio estabelecido por Sambrock (1989). A técnica se baseia na extração do DNA de leucócitos. Para a execução da técnica primeiramente é feita uma lise de hemácias por três ou quatro vezes; em seguida é feita a lise de leucócitos; posteriormente é feita a precipitação de proteínas através do fenol-clorofórmio e isopropanol; por fim o DNA genômico é precipitado, suspenso e dissolvido em água (Anexo IV). 4.3 AMPLIFICAÇÃO DO GENE FOXE1 Foi realizada a amplificação do gene FOXE1 por reação em cadeia da polimerase (PCR) do DNA previamente extraído. Nesta etapa foi utilizada a metodologia proposta por Castanet et al. (2002), que divide o éxon em 7 regiões diferentes, com um par primers para cada uma (Figura 09). Figura 09 - Desenho esquemático da determinação dos primers. A região em destaque é a que codifica o domínio forkhead (Fonte: Castanet et al., 2002) Para este trabalho foram utilizadas as regiões 2 e 3, que equivalem à região codificadora do domínio forkhead (Quadro 01). 26 Temperatura de Região Sequências Nucleotídicas Comprimento 2 F2: 5’-ggctaccgtgaaggaagagc-3’ R2: 5’-ggaagcagtcgttgagtgtga-3’ 272pb 61 °C 3 F3: 5’-ggcggcatctacaagttcat-3’ R3: 5’-gtaagccgggtaggtggaga-3’ 254pb 58 °C anelamento Quadro 01 - Primers Para a reação de amplificação foram utilizadas concentrações diferentes de reagentes para cada região, conforme observado no Quadro 02. Reagentes R2 R3 Água 12,6 13,35 Tampão 2,0 2,5 MgCl2 (50mM) 0,6 2,0 dNTPs 0,4 2,5 Primer F 0,6 0,25 Primer R 0,6 0,25 DMSO 2,0 2,0 Taq 0,2 0,15 DNA (amostra) 1,0 2,0 Volume 20,0 25,0 Quadro 02 - Concentrações dos reagentes para cada protocolo de PCR As condições de amplificação foram 95 °C por 5 minu tos; 35 ciclos de 95 °C por 40 segundos, 61 °C ou 58 °C por 40 segundos, referentes à temperatura de anelamento de cada primer, e 72 °C por 1 minuto, terminando com 72 °C por 7 minutos. 27 4.4 SEQUENCIAMENTO DIRETO Os produtos de PCR foram submetidos à análise através de seqüenciamento direto baseado na eletroforese capilar, utilizando o kit ABI PRISM BigDye, Terminator Cycle Sequencing, os mesmos primers das reações de PCR e o Seqüenciador Automático ABI-PRISM 377, da Applied Biosystems. 4.5 ANÁLISE ESTATÍSTICA A análise estatística dos resultados encontrados no estudo foi feita através do programa Biostat versão 5.0. A partir dos resultados da análise molecular seriam calculadas as freqüências alélicas e genotípicas de cada mutação. A frequência alélica seria obtida dividindo o número de alelos portadores pelo número total de alelos e as freqüências genotípicas seriam calculadas dividindo o número de genótipos alterados pelo número total de amostras. Nos testes bioquímicos foi realizado o teste T de Student para verificar se há variação significativa nas médias estudadas. 28 5 RESULTADOS 5.1 ANÁLISE BIOQUÍMICA DOS PACIENTES COM HC Através da análise dos valores de TSH e T4L dos pacientes foi possível realizar a divisão destes em dois grupos. O grupo 1 apresentou valores de TSH elevado e T4L abaixo do normal, correspondendo a 80% dos pacientes. Ao passo que o grupo 2, apresentou a dosagem de TSH elevada e T4L normal, correspondendo a 20% dos pacientes. Esses valores são referentes às concentrações destes hormônios quantificados no momento do diagnóstico, que tiveram como referência os valores < 15,00 mUL/mL para o TSH e T4L: 0,8-1,33. (Tabela 01). Tabela 01 - Valores médios das dosagens de TSH e T4L Grupo 1 Grupo 2 p TSH (em mUL/mL) 93,55 ± 66,08 91,79 ± 52,30 0,1003 T4L (em ng/dL) 0,57 ± 0,44 14,25 ± 10,42 < 0, 0001 5.2 ANÁLISE CLÍNICA DOS PACIENTES COM HC A análise clínica de 100 pacientes foi realizada pela equipe médica especializada da UREMIA e revelou que 47% dos pacientes estudados apresentaram hérnia umbilical, 38% icterícia precoce, 33% hipotonia, 27% obstrução intestinal, 25% macroglossia, 20% fontanelas amplas, 18% choro fraco e rouco, 18% pele seca e áspera e 14% abdômen globoso. Em 97,5% dos casos o diagnóstico foi precoce e em 2,5% da amostra havia outro caso de HC na família (Gráfico 01). 29 Sintomas (%) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Gráfico 01 - Freqüências dos sintomas encontrados 5.3 ANÁLISE MOLECULAR DA REGIÃO CODIFICADORA DO DOMÍNIO FORKHEAD DO GENE FOXE1 Não foram encontradas alterações na região codificadora do domínio forkhead em nenhum dos pacientes e controles através da técnica de seqüenciamento direto. 30 6 DISCUSSÃO A distinção bioquímica entre os dois grupos de pacientes se deu através da passagem transplacentária de HT materno, que manteve os níveis hormonais na normalidade. Entretanto, quando foi feita a repetição em um momento posterior estes já apresentavam o fenótipo bioquímico do HC. Em 2006, Benevides et al. realizaram um estudo epidemiológico em pacientes de HC com matriculadas no Programa de Triagem Neonatal da UREMIA 1995 a 2004. Os achados clínicos encontrados foram semelhantes ao deste trabalho, visto que hérnia umbilical foi encontrada em mais da metade dos casos, assim como a macroglossia. Outros sintomas também foram encontrados com uma significativa frequência, como atraso no desenvolvimento neuropsicomotor, constipação intestinal e hipoatividade. Também se observou malformações congênitas associada ao HC, com metade destes últimos apresentando Síndrome de Down. Segundo Oliveira et al, (2006), a icterícia persistente é o sintoma mais freqüente, assim como a macroglossia, hérnia umbilical e fontanela avantajada, o que está de acordo com os dados encontrados. A discrepância entre o número de pacientes estudados clinica e genotipicamente se dá pelo fato de que os dados clínicos de nove pacientes não foram conseguidos. Os resultados da análise molecular foram semelhantes aos encontrados por Tonacchera et al. (2004) e Narumi et al. (2010). Ambos realizaram análises com um número elevado de indivíduos. A diferença entre estes trabalhos se deu no fato de que Tonacchera et al. realizou o trabalho com 70 pacientes com HC com e sem fenda palatina e Narumi et al. com uma população de 102 recém-nascidos. A primeira vez que uma patologia foi associada a mutações no gene FOXE1 foi em 1998, quando Clifton-Bligh et al., fizeram uma análise no gene em dois irmãos que apresentavam com HC por DT e outras anomalias congênitas, incluindo a fenda palatina, atresia das coanas, epiglote bífida e cabelo espetado, descritos por Bamforth et al. em 1989. Foi descoberto que eles apresentavam a mutação A65V em homozigose, localizada na região codificadora do domínio forkhead. Estudos funcionais mostraram que esta mutação é altamente deletéria, 31 pois a proteína mutante apresenta completa falta de capacidade de ligação ao DNA e ativação transcricional. Em 2002, Castanet et al. descreveram o caso de dois irmãos do sexo masculino, filhos de pais heterozigotos aparentados, que apresentavam a mutação S57N em homozigose na região que codifica o domínio forkhead do gene FOXE1, entretanto, apresentaram fenótipo incompleto da Síndrome de Bamforth. Apenas DT, fenda palatina e cabelo espetado foram detectados. Estudos funcionais indicaram que a proteína mutante possui atividade residual de ligação ao DNA e ativação de transcrição, que poderia ser a causa do fenótipo incompleto da síndrome. Baris et al. (2006) relataram o caso de uma recém-nascida do sexo feminino que herdou, de pais consangüíneos, a mutação R102C que também apresentava os sintomas da Síndrome de Bamforth-Lazarus. Em um estudo realizado em pacientes com HC na Malásia por Kang et al., (2010) foi encontrada uma paciente do sexo feminino, com pais sem parentesco com a mutação N132D. A paciente apresentava quadro de HC por DT, entretanto, não foram relatadas outras anomalias congênitas. Apesar de não acarretar em uma total inativação, esta mutação leva à uma considerável diminuição na atividade da proteína. Foi descrito por Castanet et al. (2010) um caso de DT por mutação em homozigose do gene FOXE1 transmitida por isodissomia. Uma criança do sexo feminino com os sintomas da Síndrome de Bamforth-Lazarus, herdou ambos os alelos do cromossomo 9 da mãe, que tinha a mutação F137S. Estudos de expressão mostraram que a proteína mutante tem uma atividade comprometida. Além dos sintomas esperados, outras características fenotípicas foram detectadas, como alterações faciais, defeitos cardíacos e baixa estatura. Entretanto, não se pôde determinar se estas alterações adicionais são por conseqüência do atraso no tratamento do HC ou pela isodissomia em si. Estes dados mostram que poucos pacientes com DT apresentam mutações no gene FOXE1. Além disso, é difícil fazer uma associação satisfatória entre as mutações e o fenótipo clínico (Castanet et al., 2005). A escassez de mutações detectadas no gene FOXE1 em estudos populacionais pode ser explicada pelo fato de que as análises são limitadas à região 32 codificadora do gene e, dessa forma, não torna possível a detecção de mutações existentes na região promotora ou intrônica (Ramos et al., 2008). Perry et al. (2005) encontraram vários casos de gêmeos não concordantes em DT nos testes de triagem, muitas vezes sendo detectados apenas em repetições dos testes. Também sugere que, em casos de gêmeos monozigóticos recém-nascidos, se faça uma segunda dosagem hormonal, visto que a mistura de sangue entre gêmeos, que pode ocorrer em até 70% dos casos, permite que haja transferência de T4 do gêmeo eutireódeo, mantendo o nível de TSH do gêmeo com HC normal. Somando esse fato a baixa incidência de casos familiais com penetrância incompleta e expressividade variável, permitem aferir que a DT é ocorre por um padrão herança não-mendeliana (Abu-Khudir et al., 2010). Os eventos moleculares mais prováveis seriam eventos pós-zigóticos não-herdáveis, que poderiam incluir modificações epigenéticas, mutações somáticas no início da formação do embrião, ou eventos estocásticos no desenvolvimento (Perry et al., 2005). A isodissomia também pode ser uma causa genética para casos aparentemente esporádicos de DT sem consangüinidade parental (Castanet et al., 2010). É possível que mutações dominantes causadoras de DT grave não sejam transmitidas devido à probabilidade reduzida dos portadores desta patologia de gerar descendentes. Entretanto, com os avanços nos métodos de triagem e tratamento, ocorre o aumento da probabilidade de os férteis transmitirem a doença. Com isso, é provável que no futuro a incidência da DT aumente em virtude dos avanços em triagem neonatal e tratamento precoce (Knobel et al., 2001). Estudos mostram que defeitos congênitos associados ao HC permanente estão em uma freqüência elevada em comparação com a população normal. Entretanto, estes defeitos são limitados aos casos de DT, principalmente defeitos cardíacos. Além disso, nenhum paciente com defeito molecular conhecido de um fator de transcrição do coração apresenta HC grave (Grüters et al., 2004). Ademais, defeitos nos fatores de transcrição relacionados à organogênese da tireóide estão relacionados com anomalias congênitas. Por exemplo, defeitos no gene FOXE1 ocasionam a já descrita síndrome de Bamforth-Lazarus, com certa variação fenotípica (Castanet et al., 2005); alterações no TTF1 foram descritas em pacientes nascidos com HC, problemas respiratórios neonatais e ataxias (Kopp, 2002) e; 33 mutações de caráter dominante no PAX8, levam a HC e hemiagenesia renal. Esses dados permitem a formulação de sistemas de formas sindrômicas de HC (Park & Chatterjee, 2010). No caso descrito por Baris et al. em 2006, foi detectado, por ultrassonografia, um tecido pouco ecogênico na região paratraqueal do paciente, indicando grave hipoplasia ao invés de ausência de tecido tireoidiano. Entretanto, através de dosagens hormonais e cintilografia se detectou que esse tecido não era funcional e não foi detectada TG sérica, indicando que poderia se tratar de agenesia da tireóide. Esta observação mostra que é difícil diferenciar exatamente hipoplasia de agenesia tireoidiana. Apesar de ser amplamente utilizada, uma classificação unicamente morfológica para os casos de DT não é satisfatória, visto que fenótipos semelhantes podem ser oriundos de eventos moleculares distintos (Ramos et al., 2008). A organogênese da tireóide é um processo complexo (Knobel et al., 2001) e vários outros genes podem estar envolvidos com base em sua função e sua expressão espaço-temporal. Os genes NKX2.5, HOXA3, HEX, o HNF3, GATA6 e EYA1 são alguns dos genes candidatos a serem causa da patologia, uma vez que estão expressos no início durante a embriogênese da glândula tireóide. Entretanto, nenhum destes genes é específico da tiróide e camundongos nocaute para estes apresentam anomalias congênitas não apenas na tireóide, que não têm sido freqüentemente encontrados em pacientes com DT (Castanet et al., 2005), ao passo que o fenótipo clínico de mutações nos fatores de transcrição já conhecidos da tireóide já foram associadas com várias anormalidades (Park & Chatterjee, 2010). 34 7 CONCLUSÃO Apesar dos resultados negativos, a investigação molecular de genes candidatos ao HC é um estudo importante, pois poderá fornecer evidências cruciais para o aconselhamento genético, visto que, em algumas formas de HC, o componente genético já é conhecido. Estes estudos também poderão levar adequação do tratamento para cada caso de HC, haja vista que, por exemplo, em casos de HC por defeitos no NIS, o tratamento apresenta eficácia maior com suplementação de I- do que com levotiroxina. Por se tratar de uma patologia com padrão de herança evidentemente complexo, a busca pela elucidação dos mecanismos da DT deve ir além da busca por mutações. Estudos de expressão gênica se mostram uma importante ferramenta visto que apenas a presença de mutações não é suficiente para explicar a maioria dos casos estudados na literatura. As mutações descritas no gene FOXE1 por si só foram capazes de explicar alguns casos da Síndrome de Bamforth-Lazarus, porém, dada a variabilidade de sintomas encontrados, os mecanismos de herança e patogênese precisam ser melhor elucidados. Apesar da ausência de mutações encontradas no gene FOXE1 nos pacientes, estudos com outros genes devem ser feitos nestes visando encontrar o mecanismo genético que levaram a estes casos de HC primário. Ademais, além do aconselhamento genético, com a genotipagem pré-natal do HC seria possível iniciar a terapia logo após o nascimento, minimizando ao máximo os danos neurológicos pela ausência de HT e levando a melhorias significativas na vida do paciente. 35 REFERÊNCIAS ABU-KHUDIR, R.; PAQUETTE, J.; LEFORT, A.; LIBERT, F.; CHANOINE, J-P.; VASSART, G. & DELADOE, D. Transcriptome, methylome and genomic variations analysis of ectopic thyroid glands. PLoS ONE 5: e13420. 2010. AIRES, M. M. Fisiologia. 3ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 1252p. BAMFORTH, J. S.; HUGUES, I. A.; LAZARUS, J. H.; WEAVER, C. M. & HARPER, P. S. Congenital hypothyroidism, spiky hair, and cleft palate. Journal of Medical Genetics, 26: 49-51. 1989. BARIS, I.; ARISOY, A. E.; SMITH, A.; AGOSTINI, M.; MITCHELL, C. S.; PARK, S. M.; HALEFOGLU, A. M.; ZENGIN, E.; CHATTERJEE, V. K. & BATTALOGLU, E. A novel missense mutation in human TTF-2 (FKHL15) gene associated with congenital hypothyroidism but not athyreosis. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 91: 4183-4187. 2006. BENEVIDES, A. M.; LIMA, C. H. V.; ROCHA, C. A.; EL-HUSNY, A. S. & FERNANDES-CALDATO, M. C. Perfil epidemiológico de portadores de hipotireoidismo congênito. Revista Paraense de Medicina, 20: 23-26. 2006. BETTENDORF, M. Thyroid disorders in children from birth to adolescence. European Journal of Nuclear Medicine, 29: 439-446. 2002. BHAVANI, N. Transient congenital hypothyroidism. Indian Endocrinology and Metabolism, 15: 117-120. 2011. Journal of BONGERS-SCHOKKING, J. J.; KOOT, H. M.; WIERSMA, D.; VERKERK P. & DEMUINCK-KEIZER-SCHRAMA, S. M. Influence of timing and dose of thyroid hormone replacement on development in infants with congenital hypothyroidism. Journal of Pediatrics, 136: 292-297. 2000. CASTANET, M.; MALLYA, U.; AGOSTINI, M.; SCHOENMAKERS, E.; MITCHELL, C.; DEMUTH, S.; RAYMOND, F. L.; SCHWABE, J.; GURNELL, M. & CHATTERJEE, V. K. Maternal isodisomy for chromosome 9 causing homozygosity for a novel FOXE1 mutation in syndromic congenital hypothyroidism. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 95: 4031-4036. 2010. CASTANET, M.; PARK, S-M.; SMITH, A.; BOST, M., LÉGER, J., LYONNET, S.; PELET, A.; CZERNICHOW, P.; CHATTERJEE, K. & POLAK, M. A novel lossof-function mutation in TTF-2 is associated with congenital hypothyroidism, thyroid agenesis and cleft palate. Human Molecular Genetics, 11: 20512059. 2002. 36 CASTANET, M.; SURA-TRUEBA, S.; CHAUTY, A.; CARRE, A.; DE-ROUX, N.; HEATH, S.; LÉGER, J.; LYONNET, S.; CZERNICHOW, S. & POLAK, M. Linkage and mutational analysis of familial thyroid dysgenesis demonstrate genetic heterogeneity implicating novel genes. European Journal of Human Genetics, 13: 232-239. 2005. CLERC, J.; MONPEYSSEN, H.; CHEVALIER, A.; AMEGASSI, F.; RODRIGUE, D.; LEGER, F. A. & RICHARD, B. Scintigraphic imaging of paediatric thyroid dysfunction. Hormone Research, 70: 1-13. 2008. CLIFTON-BLIGH, R. J.; WENTWORTH, J. M.; HEINZ, P.; CRISP, M.S.; JOHN, R.; LAZARUS, J. H.; LUDGATE, M. & CHATTERJEE, V. K. Mutation of the gene encoding human TTF-2 associated with thyroid agenesis, cleft palate and choanal atresia. Nature Genetics, 19: 399-401. DATHAN, N.; PARLATO, R.; ROSICA, A.; DE-FELICE,M. & DI-LAURO, R. Distribution of the titf2/foxe1 gene product Is consistent with an important role in the development of foregut endoderm, palate, and hair. Developmental Dynamics, 224: 450-456. 2002. DAVIES, T.F.; ANDO, T.; LIN, R.Y.; TOMER, Y.; LATIF, R. Thyrotropin receptorassociated diseases: from adenomata to Graves disease. Journal of Clinic Investigation, 15: 1972-1983. 2005. DE-FELICE, M.; OVITT, C.; BIFFALI, E.; RODRIGUEZ-MALLON, A.; ARRA, C.; ANASTASSIADIS, K.; MACCHIA, P. E.; MATTEI, M.; MARIANO, A.; SCHÖLER, H.; MACCHIA, V. & DI-LAURO, R. A mouse model for hereditary thyroid dysgenesis and cleft palate. Nature Genetics, 19: 395-398. 1998. FAGMAN. H; NILSSON, M. Morphogenesis of the thyroid gland. Molecular and Cellular Endocrinology, 323: 35-54. 2010. FAGMAN, H. & NILSSON, M. Morphogenetics of early thyroid development. Journal of Molecular Endocrinology, 46: 33-42. 2011. FRANÇA, S. N. & DOMINGOS, M. T. Triagem neonatal do hipotireoidismo congênito: novas conquistas... Novos desafios... Arquivos Brasileiros de Endrocrinologia & Metabologia, 52: 579-580. 2008. GARCIA, S. M. L. & GARCÍA, C. Embriologia. 2ª ed. São Paulo: Artmed, 2001. 413p. GRÜTERS, A.; KRUDE, H. & BIEBERMANN, H. Molecular genetic defects in congenital hypothyroidism. European Journal of Endocrinology, 151: U39U44. 2004. GUPTA, V. & LEE, M. Central hypothyroidism. Indian Journal of Endocrinology and Metabology, 15: 99-106. 2011. 37 GUYTON, A. C. & HALL, J. E. Tratado de Fisiologia Médica. 11ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006. 1115p. HISHINUMA, A.; OHYAMA, Y.; KURIBAYASHI, T.; NAGAKUBO, N.; NAMATAME, T.; SHIBAYAMA, K.; ARISAKA, O.; MATSUURA, N. & IEIRI, T. Polymorphism of the polyalanine tract of thyroid transcription factor-2 gene in patients with thyroid dysgenesis. European Journal of Endocrinology, 143: 385-389. 2001. JUNQUEIRA, L. C. & CARNEIRO, J. Histologia Básica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 542p. KANG, I-N.; MUSA, M.; HARUN, F. & JUNIT, S. M. Characterization of mutations in the FOXE1 gene in a cohort of unrelated malaysian patients with congenital hypothyroidism and thyroid dysgenesis. Biochemical Genetics, 48: 141-151. 2010. KNOBEL, M.; NOGUEIRA, C. R. & MEDEIROS-NETO, G. Genética molecular do hipotireoidismo congênito. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, 45: 24-31. 2001. KOEPPEN, B. M. & STANTON, B. A. Fisiologia: Berne & Levy. 6ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2009. 1100p. KOPP, P. Perspective: Genetic defects in the etiology of congenital hypothyroidism. Endocrinology, 143: 2019-2024. 2002. LABRUNE, P.; MELLE, D.; REY, F.; BERTHELON, M.; CAILLAUD, C.; REY, J.; MUNNICH, A. & LYONNET, S. Single-strand conformational polymorphism for detection of mutations and base substitutions in phenylketonuria. The American Journal of Human Genetics, 48: 1115-1120, 1991. LAFRANCHI, S. H. Increasing incidence of congenital hypothyroidism: some answers, more questions. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 96: 2395-2397. 2011. MARGOTTO, P.R. Assistência ao recém-nascido de risco. 2ª ed. Brasília: Quick Printer, 2006. MEYER, E. L.; WAGNER, M. S & MAIA, A. L. Expressão das iodotironinas desiodases nas neoplasias tireoidianas. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, 51: 690-700. 2007. MONTANELLI, L. & TONACCHERA, M. Genetics and phenomics of hypothyroidism and thyroid dys- and agenesis due to PAX8 and TTF1 mutations. Molecular and Cellular Endocrinology, 322: 64-71. 2010. MOORE, K. L. & AGUR, A. M. R. Fundamentos de Anatomia Clínica. 2ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2002. 580p. 38 MOORE, K. L. & PERSAUD, T. V. N. Embriologia Clínica. 8ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008. 552p. MORENO, J. C.; Identification of novel genes involved in congenital hypothyroidism using serial analysis of gene expression. Hormone Research, 60: 96-102. 2003. NARUMI, S.; MUROYA, K.; ASAKURA, Y.; ADACHI, M. & HASEGAWA, T. Genetic screening of a population-based cohort of japanese patients transcription factor mutations and congenital hypothyroidism: systematic. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 95: 1981-1985. 2010. OLIVEIRA, L. Q.; BORGES, A. R. & COLARES, P. D. T. A importância da triagem neonatal no diagnóstico precoce do hipotireoidismo congênito. Estudos. Goiânia, 33: 925-935. 2006. PARK, S-M. & CHATTERJEE, V. K. K. Genetics of congenital hypothyroidism. Journal of Medical Genetics, 42: 379-389. 2005. PERONE, D.; TEIXEIRA, S. S.; CLARA, S. A.; DOS-SANTOS, D. C. & NOGUEIRA, C. R. Aspectos genéticos do hipotireoidismo congênito. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, 48: 62-69. 2004. PERRONE, L.; DI-MAGLIANO, M. P.; ZANNINI, M & DI LAURO, R. The Thyroid transcription factor 2 (TTF-2) is a promoter-specific DNA-binding independent transcriptional repressor. Biochemical and Biophysical Research Communications, 275: 203-208. 2000. PERRY, R.; HEINRICHS, C.; BOURDOUX, P.; KHOURY, K.; SZÖTS, DUSSAULT, J. H.; VASSART, G. & VAN-VLIET, G. Discordance monozygotic twins for thyroid dysgenesis: implications for screening and molecular pathophysiology. The Journal of Clinical Endocrinology Metabolism 87: 4072-4077. 2002. F.; of for & PEZZUTI, I. L.; LIMA, P. P & DIAS, V. M. A. Hipotireoidismo congênito: perfil clínico dos recém-nascidos identificados pelo Programa de Triagem Neonatal de Minas Gerais. Jornal de Pediatria, 85: 72-79. 2009. PFARR, N.; KORSCH, E.; KASPERS, S.; HERBST, A.; STACH, A.; ZIMMER, C. & POHLENZ, J. Congenital hypothyroidism caused by new mutations in the thyroid oxidase 2 (THOX2) gene. Clinical Endocrinology, 65: 810-815. 2006. RAMOS, H. E.; NESI-FRANÇA, S. & MACIEL, R. M. B. Novos aspectos da genética e dos mecanismos moleculares da morfogênese da tiróide para o entendimento da disgenesia tiroidiana. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, 52: 1403-1415. 2008. ROSS, M. H.; REITH, E. J. & ROWRELL, L. J. Histologia: Texto e Atlas. 2ª ed. Madrid: Médica Panamericana, 1993. 779p 39 SADLER, R. W. Embriologia Médica. 9ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. 354p. SAMBROOK, J.; FRITSCH, E.F. & MANIAATIS, T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. New York, Cold Spring Harbor, 1989. p626. SANTISTEBAN, P. & BERNAL, J. Thyroid development and effect on the nervous system. Reviews in Endocrine & Metabolic Disorders, 6: 217-228. 2005. SEQUEIRA, M. J.; MORGAN, J. M.; FUHRER, D.; WHEELER, M.H.; JASANI, B. & LUDGATE, M. Thyroid transcription factor-2 gene expression in benign and malignant thyroid lesions. Thyroid, 11: 995-1001. 2001. SILVA, L. O.; DIAS, V. M. A.; SILVA, I. N. & CHAGAS, A. J. Hipotiroidismo congênito transitório: perfil das crianças identificadas no Programa Estadual de Triagem Neonatal de Minas Gerais, Brasil. Arquivos Brasileiros de Endocrinologia & Metabologia, 49: 521-528. 2005. SNELL, R. S. Anatomia Clínica para Estudantes de Medicina. 5ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. 842p. SOUZA, C. F. M.; SCHWARTZ, I. V. & GIUGLIANI, R. Triagem neonatal de distúrbios metabólicos. Ciência e Saúde Coletiva, 7: 129-137. 2002. SZCZEPANEK, E.; RUCHALA, M.; SZAFLARSKI, W.; BUDNY, B.; KILINSKA, L.; JARONIEC, M.; NIEDZIELA, M.; ZABEL, M. & SOWINSKI, J. FOXE1 Polyalanine tract length polymorphism in patients with thyroid hemiagenesis and subjects with normal thyroid. Hormone Research in Paediatrics, 75: 329-334. 2011. TARGOVNIK, H. M.; CITTERIO, C. E & RIVOLTA, C. M. Thyroglobulin Gene Mutations in Congenital Hypothyroidism. Hormone Research Paediatrics, 75: 311-321. 2011. TONACCHERA, M.; BANCO, M.; LAPI, P.; DI-COSMO, C.; PERRI, A.; MONTANELLI, L.; MOSCHINI, L.; GATTI, G.; GANDINI, D.; MASSEI, A.; AGRETTI, P.; DE-MARCO, G.; VITTI, P.; CHIOVATO, L. & PINCHERA, A. Genetic analysis of TTF2 gene in children with congenital hypothyroidism and cleft palate, congenital hypothyroidism, or isolated cleft palate. Thyroid, 14: 584-588. 2004. VENZA, I.; VISALLI, M.; PARRILLO, L.; DE-FELICE, M.; TETI, D. & VENZA, M. MSX1 and TGF-b3 are novel target genes functionally regulated by FOXE1. Human Molecular Genetics, 5: 1016-1025. 2011. ZHANG, J. & LAZAR, M. A. The mechanism of action of thyroid hormones. Annual Review of Physiology, 62: 439-466. 2000. http://projetonucleocatireoide.blogspot.com. Acesso em: 08 de novembro de 2011. http://shalwediscuss.com. Acesso em: 08 de novembro de 2011. 40 http://www.jorgebastosgarcia.com.br. Acesso em: 08 de novembro de 2011. http://www.hotthyroidology.com. Acesso em: 10 de novembro de 2011. Portaria GM/MS nº 822/GM de 06/06/2001. Disponível em http://www.saude.gov.br. Acesso em: 7 de novembro de 2011. 41 ANEXO I UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE FISIOLOGIA LABORATÓRIO DE ERROS INATOS DO METABOLISMO INFORMAÇÕES PARA OS PAIS OU RESPONSÁVEIS LEGAIS TÍTULO DO ESTUDO: “ANÁLISE MOLECULAR DE PACIENTES COM HIPOTIREODISMO CONGÊNITO NO ESTADO DO PARÁ” O QUE É O HIPOTIREOIDISMO CONGÊNITO A tireóide é uma glândula endócrina importantíssima para o bom funcionamento do nosso corpo. Os hormônios produzidos por ela, T4 (tiroxina) e T3 (triiodotironina) estimulam o metabolismo, isto é, o conjunto de reações necessárias para assegurar todos os processos bioquímicos do organismo. Os principais distúrbios da tireóide são o hipotireoidismo (baixa ou nenhuma produção de hormônios) e o hipertireoidismo (produção excessiva de hormônios), doenças que incidem mais nas mulheres do d que nos homens. QUAIS AS CONSEQUÊNCIAS DESSA DOENÇA? nascido,, ocorre: choro rouco, apatia, diminuição de reflexos, pele seca, No recém-nascido dificuldade de desenvolvimento e problemas neurológicos. Se o paciente não receber tratamento adequado até a quarta semana de vida, pode ocorrer retardo mental severo, surdez, e retardo no desenvolvimento de peso e altura. A doença predomina no sexo feminino, no qual ocorre também irregularidade menstrual, incluindo a cessação da menstruação (amenorréia), infertilidade e galactorréia (aparecimento de leite nas mamas fora do período de gestação e puerpério). COMO O MÉDICO FAZ O DIAGNÓSTICO? No recém-nascido nascido,, deve ser realizada a triagem neonatal através da dosagem de T4 ou TSH em papel filtro. Se essas dosagens forem alteradas, alteradas, o exame deve ser confirmado com os mesmos procedimentos no sangue e, se alterados, iniciar de imediato o tratamento. COMO SE TRATA? O tratamento de todas as formas de hipotireoidismo é realizado através da reposição dos hormônios que a tireóide tireóid não está produzindo (Tiroxina ou T4). O controle do tratamento é realizado pela dosagem de TSH, que deve se manter sempre em um padrão normal. 42 POR QUE ESTE ESTUDO ESTÁ SENDO REALIZADO? O objetivo desse estudo é identificar a causa genética (mutações – alterações no DNA) responsável pelo aparecimento do Hipotireoidismo Congênito no seu filho, sendo este exame o diagnóstico molecular (diagnóstico definitivo) que mostra as mutações genéticas que levaram à não produção dos hormônios da tireóide, nas pessoas com hipotireoidismo que foram detectados pelo teste do pezinho. COMO E ONDE ESTE ESTUDO SERÁ REALIZADO? Deverão participar deste estudo pacientes do Estado do Pará. Os pacientes selecionados serão solicitados a fornecer informações sobre sua história médica. Se você permitir, estas informações poderão ser obtidas através do seu médico ou de registros médicos hospitalares. Os pacientes que estiverem comparecendo à consulta de retorno serão convidados a participar deste estudo quando será realizado o seguinte procedimento: Coleta de sangue (5 a 10mL). O material coletado será processado e analisado nos Laboratório de Erros Inatos do Metabolismo e Laboratório de Genética Humana e Médica, ambos da Universidade Federal do Pará, para identificar as mutações causadoras da doença. QUAIS OS RISCOS DESTE ESTUDO? A coleta de sangue poderá causar um desconforto temporário por causa da picada de agulha, hematoma e raramente, infecção. Às vezes, uma pessoa pode ficar tonta ou desmaiar quando o sangue for coletado. QUAIS SÃO OS BENEFÍCIOS DESTE ESTUDO? Como esse diagnóstico, poderá ser possível estabelecer correlação com a gravidade da doença e, com isso, oferecer melhor tratamento, isto é, ajustar a reposição hormonal de acordo com a gravidade das mutações detectadas pelo estudo molecular, ou seja, de acordo com as mutações detectadas, se mais ou menos graves, permitir uma reposição hormonal mais ou menos rigorosa. Além disso, para as famílias interessadas, este estudo pode ser oferecido para encontrar pessoas portadoras da mutação, ou seja, identificar pessoas da mesma família que têm o risco de ter um filho com Hipotireoidismo Congênito. POSSO RECUSAR A PARTICIPAÇÃO? Seu filho não é obrigado a participar deste estudo. A sua participação neste estudo é voluntária. A recusa em participar não terá conseqüências para os seus cuidados presentes e futuros. Seu filho poderá se retirar do estudo a qualquer momento. Os médicos do estudo podem decidir para o estudo ou não permitir a participação de seu filho se isto for do seu melhor interesse. TENHO QUE PAGAR PARA PARTICIPAR? Não há nenhum custo para participar dessa pesquisa. Seu filho não será pago para participar deste estudo. 43 E SE EU / MEU FILHO FOR PREJUDICADO? O Dr. Luiz Carlos Santana da Silva deverá ser notificado se você suspeitar que seu filho foi prejudicado por estar no estudo. AS INFORMAÇÕES SOBRE MEU FILHO SE TORNARÃO PÚBLICAS? A identidade de seu filho e outras informações pessoais obtidas neste estudo serão confidenciais. Informações científicas e médicas obtidas neste estudo, das quais a identidade de seu filho não poderá ser revelada, deverão ser apresentadas em encontros e publicadas a fim de tornar as informações obtidas neste estudo de benefício para os outros. COM QUEM POSSO TIRAR DÚVIDAS? Você está livre para fazer perguntas sobre estudo clínico a qualquer momento. Quando você tiver dúvidas relacionadas a este estudo, poderá falar com: - Dr. Luiz Carlos Santana da Silva - Dra. Milena Coelho Fernandes Caldato - Mestrando Erik Artur Cortinhas Alves Laboratório de Erros Inatos do Metabolismo Centro de Ciências Biológicas Universidade Federal do Pará Av. Augusto Correa, S/N, Bairro Guamá, CEP. 666075-900 Belém-Pa Telefone: 3183-2030 – e-mail: [email protected] 44 ANEXO II TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO Eu manifesto meu consentimento com envolvimento do meu filho no projeto de pesquisa intitulado: 1. A natureza e objetivo do projeto de pesquisa, descritos na folha de informação em anexo, foram explicadas a mim. Eu compreendo e concordo em participar. 2. Eu compreendo que meu filho poderá não ter benefício direto por participar do estudo 3. Eu entendo que os possíveis riscos e/ou efeitos adversos, desconforto e inconveniências, como foi destacado na folha de informações, foram explicadas a mim. 4. Eu compreendo que, apesar das informações obtidas no estudo poderem ser publicadas, elas serão confidenciais e meu filho não será identificado a partir delas. 5. Eu compreendo que posso retirar meu filho do estudo em qualquer etapa e que isto não irá afetar os cuidados médicos ou quaisquer outros aspectos da relação recebidos ao meu filho. 6. Eu compreendo que não haverá pagamento para meu filho por participar deste estudo. 7. Eu tive a oportunidade de discutir a participação de meu filho neste projeto de pesquisa com um membro da família ou amigo e/ou tive a oportunidade de ter um membro da família ou amigo presente enquanto o projeto de pesquisa estava sendo explicado pelo pesquisador. 8. Eu estou ciente de que devo guardar uma cópia do Termo de Consentimento, quando completo, e da folha de Informações. 9. Eu concordo que o material (sangue) coletado de meu seja utilizado no projeto acima. Assinatura do Responsável: Relação de parentesco com o paciente: Nome completo do paciente: Data: __ / __ / __ 45 ANEXO III 46 ANEXO IV Extração de DNA 1. Adicionar sangue total (no máximo 5 mL) em tubo de centrífuga de 15 mL; 2. Completar com solução salina (0,15M de NaCl) até um volume final de 14 mL; 3. Centrifugar (1800 FCR/10’) 4. Desprezar o sobrenadante e ressuspender o precipitado em 14 mL de tampão de lise de hemácias (5mM/L de MgCl2, 20 mM/L de Tris-HCl, pH 7,8); 5. Centrifugar (1800 FCR/10’); 6. Desprezar o sobrenadante e adicionar ao precipitado 5 mL de tampão de lise de leucócitos (0,2 mM/L de NaCl, 1 mM/L de EDTA e 10 mM/L de Tris-HCl, pH 7,8); 7. Adicionar 500 µL de dodecilsulfato de sódio (SDS) a 10%, e 10 µL de proteinase K (20mg/L); 8. Agitar o material por duas horas à temperatura ambiente em agitador pendular; 9. Adicionar um volume de fenol, agitar por 10’, centrifugar (1800 FCR/10’) e transferir o sobrenadante para outro tubo de 15 mL; 10. Adicionar um volume de clorofórmio-isopropanol (24:1); 11. Agitar por 10’, centrifugar (1800 FCR/10’); 12. Transferir o sobrenadante para outro tubo de 15 mL; 13. Adicionar 2,5 vezes o volume de isopropanol e misturar por inversão ate a precipitação do pellet de DNA; 14. Centrifugar (1800 FCR/5’); desprezar o sobrenadante e deixar o DNA secando à temperatura ambiente por algumas horas. Em seguida, adicionar água destilada para hidratar. Deixar o DNA ressuspender por algumas horas, e então armazenar sob refrigeração.