Análise do gene DGUOK em crianças com síndrome de depleção

Abstract

citopatias mitocondriais englobam um vasto grupo de doenças multissistémicas associadas a disfunções mitocondriais e afectam essencialmente tecidos e órgãos com elevada dependência do metabolismo energético. A síndrome de depleção do DNA mitocondrial (MDS) é caracterizada por uma redução acentuada (≤ 30%) do número de cópias de mtDNA, que pode ocorrer em diferentes tecidos e levar à síntese deficiente dos complexos da cadeia respiratória mitocondrial, tendo como consequência disfunções ao nível do processo de fosforilação oxidativa e défices na produção de energia. A MDS é caracterizada frequentemente por um padrão de hereditariedade autossómico recessivo, distinguindo-se três apresentações clínicas principais: miopática, encefalomiopática e hepatocerebral. O gene DGUOK codifica uma nucleósido cinase mitocondrial, a desoxi-guanosina cinase, responsável pela fosforilação de desoxi-ribonucleótidos purínicos. Mutações neste gene têm sido indicadas como causa de MDS, principalmente em casos de envolvimento hepático e cerebral. Estas alterações podem reduzir substancialmente a actividade da enzima, levando a complicações ao nível dos processos de replicação, transcrição e manutenção do mtDNA. Este trabalho teve como objectivo a sequenciação do gene DGUOK em 17 doentes com possível MDS. A análise das sequências permitiu identificar 11 alterações: 5 localizadas na região codificante do gene (4 mutações missense e 1 silenciosa), 4 localizadas na região intrónica, 1 no promotor e 1 na região 3’UTR. As quatro alterações missense são provavelmente patogénicas e encontram-se em homozigotia em 3 doentes, sendo a causa provável do fenótipo clínico. O presente estudo representa um contributo importante no estudo genético da MDS, tendo contribuído para a implementação da análise do gene DGUOK para diagnóstico no laboratório de acolhimento.

Mitochondrial cytopathies comprise a broad group of multisystem disorders associated with mitochondrial dysfunction and it affects mainly tissues and organs with high dependence of energy metabolism. The mitochondrial DNA depletion syndrome (MDS) is characterized by a marked reduction (≤ 30%) in mtDNA copy number, which can occur in different tissues, leading to a defective synthesis of mitochondrial respiratory chain complexes, and consequently to dysfunction of the oxidative phosphorylation process and deficient energy production. MDS is characterized by an autosomal recessive pattern of inheritance, with three main clinical presentations: myopathic, encephalomyopathic and hepatocerebral. DGUOK gene encodes a mitochondrial nucleoside kinase, the deoxy-guanosine kinase, responsible for phosphorylation of purine deoxy-ribonucleotide. Mutations in this gene have been proposed as a cause of MDS, especially in cases involving liver and central nervous system. These changes can substantially reduce the enzyme activity, leading to complications in replication, transcription and mtDNA maintenance processes. This work aimed to sequence the DGUOK gene in 17 patients with possible MDS. The sequence analysis identified 11 alterations: five located in the gene coding region (4 missense mutations and 1 silent), 4 located in intron region, 1 located in promoter region and 1 in the 3'UTR. The four missense changes are probably pathogenic and are homozygous in 3 patients, being the probable cause of the clinical phenotype. This study represents an important contribution in the genetic study of MDS, and it has contributed to the implementation of DGUOK gene analysis for diagnosis in the host laboratory.