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Type: TCC
Title: Análise in silico de variantes genéticas nos genes REV1 e POLI em pacientes portadores de Síndrome Mielodisplásica.
Title in English: In silico analysis of REV1 and POLI genetic variants in patients with Myelodysplastic Syndrome.
Authors: Escócia, Maria Eduarda Araújo
Advisor: Pinheiro, Ronald Feitosa
Co-advisor: Oliveira, Roberta Taiane Germano de
Keywords: Síndrome Mielodisplásica;Tolerância a danos no DNA;Síntese Translesão;Sequenciamento de Nova Geração.
Issue Date: 2022
Citation: ESCÓCIA, Maria Eduarda Araújo. Análise in silico de variantes genéticas nos genes revi e poli em pacientes portadores de síndrome mielodisplásica. 2022. 111 f. Monografia (Graduação em Biotecnologia) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: As Síndromes Mielodisplásicas (SMD) constituem um grupo de doenças clonais que acometem as células precursoras hematopoiéticas e resultam em processo hematopoiético ineficiente e ocorrências clínicas distintas, como citopenias periféricas, displasias de uma ou mais linhagens celulares e progressão para leucemia mieloide aguda. O diagnóstico ocorre mais comumente em idosos acima de 60 anos, com incidência de até 50 casos para 100 mil habitantes/ano. Acredita-se que as alterações cromossômicas e mutações gênicas envolvidas na patogênese da SMD, presentes em até 80% dos casos, sejam consequências de lesões no DNA ocasionadas após a exposição a agentes genotóxicos, quimioterápicos e a toxinas ambientais, além de fatores de risco como tabagismo e obesidade, suscitando assim na instabilidade genômica. Os mecanismos de reparo do DNA atuam nas lesões de fita simples e dupla, contudo, quando estas não são reparadas, o mecanismo de tolerância ao dano é ativado para evitar a paralisação do processo replicativo. Ao empregar DNA polimerases específicas, o mecanismo de Síntese Translesão (TLS) representa uma via importante que permite a passagem através e além de lesões mais robustas no DNA, todavia, o mecanismo é propenso a erros e possui potencial mutagênico. O objetivo do presente estudo foi analisar, através de ferramentas in silico, o perfil genômico e a patogenicidade de variantes genéticas identificadas nos genes REV1 e POLI, codificadores das DNA polimerases TLS, em pacientes portadores de Síndrome Mielodisplásica, buscando potenciais biomarcadores para a SMD. Foram incluídos no estudo 14 pacientes com SMD diagnosticados em hospital terciário de referência. A análise citogenética foi realizada por Banda-G e as variantes genéticas foram obtidas por sequenciamento-alvo (NGS Target Sequencing), em seguida, diferentes bancos de dados foram utilizados para anotação e classificação das variantes e no total 5 ferramentas de bioinformática distintas foram empregadas para análise de patogenicidade in silico. Para o gene REV1, foi possível identificar 48 variantes, destas, 17 foram classificadas como patogênicas, além disso, as variantes p.Glu571Asp e p.Glu1184*, que obtiveram máxima previsão de patogenicidade, foram detectadas em todos os 14 pacientes. Em relação a REV1, Os pacientes de alto risco diagnosticados com SMD - EB 1 e SMD - EB 2 e cariótipos com aneuploidias e del (7q) apresentaram maior frequência de mutações com alto potencial patogênico, em comparação a pacientes de baixo risco com SMD SA-DU e SMD SA-DM e cariótipos normais, os quais apresentaram baixa frequência de mutações com baixo potencial patogênico. Já para o gene POLI, foi possível identificar 28 variantes, dentre elas, 9 foram classificadas como patogênicas e a variante p. Glu122Asp, classificada como deletéria por todos os algoritmos empregados, foi detectada em 9 pacientes. No que concerne esse gene, pacientes de alto risco diagnosticados em estágio avançado (SMD EB-1 e SMD-EB 2) com cariótipos incluindo aneuploidias e del(7q) apresentaram maior frequência de mutações, totalizando um escore preditivo de patogenicidade muito alto, enquanto os pacientes de baixo risco portadores de SMD em estágio inicial apresentaram baixa frequência de mutações porém com alto potencial patogênico. O presente estudo permitiu traçar associações importantes entre o acúmulo das variantes encontradas nos genes REV1 e POLI e o agravamento dos quadros clínicos em SMD, apontando assim para uma possível conexão entre a falha dos mecanismos TLS, causada por mutações deletérias, e a patogênese e evolução dessa doença.
Abstract: Myelodysplastic Syndromes (MDS) comprise a group of clonal diseases that affect hematopoietic precursor cells and result in an inefficient hematopoietic process with distinct clinical occurrences, such as peripheral cytopenias, dysplasias of one or more cell lines and progression to acute myeloid leukemia. The diagnosis occurs more commonly in elderly individuals over the age of 60 years, with an incidence of up to 50 cases per 100,000 inhabitants/year. It is believed that the chromosomal alterations and gene mutations involved in the pathogenesis of MDS, present in up to 80% of cases, are consequences of DNA damage caused after exposure to genotoxic agents, chemotherapeutics and environmental toxins, in addition to risk factors such as smoking and obesity, thus giving rise to genomic instability. DNA repair mechanisms act on single- and double-stranded lesions, however, when these can not be repaired, the damage tolerance mechanism is activated to avoid stalling of the replicative process. By employing specific DNA polymerases, the Translesion Synthesis (TLS) mechanism represents an important pathway that allows passage through and beyond bulky DNA lesions, however, this mechanism is error-prone and has mutagenic potential. The aim of the present study was to analyze, using in silico tools, the genomic profile and pathogenicity of genetic variants identified in the genes REV1 and POLI, which encode TLS DNA polymerases, in patients with Myelodysplastic Syndrome, in order to seek potential biomarkers for MDS. 14 patients diagnosed with MDS in a tertiary referral hospital were included in the study. Cytogenetic analysis was performed by G-Banding and the genetic variants were obtained by target sequencing (NGS Target Sequencing), different databases were used for annotation and classification of variants, and in total 5 different bioinformatics tools were used for in silico analysis of pathogenic potential. For the REV1 gene, we identified 48 variants, of which 17 were classified as pathogenic, in addition, p.Glu571Asp and p.Glu1184* variants, which obtained maximum pathogenicity prediction, were detected in all 14 patients. Regarding REV1, high-risk patients diagnosed with MDS - EB 1 and MDS - EB 2 that showed karyotypes with aneuploidies and del(7q) had a higher frequency of mutations, with high pathogenic potential, compared to low-risk patients with MDS RS-SLD and MDS-MLD showing normal karyotypes, which had a low frequency of mutations, with low pathogenic potential. As for the POLI gene, it was possible to identify 28 variants, among them, 9 were classified as pathogenic and the p.Glu122Asp, classified as deleterious by all algorithms, was detected in 9 patients. Regarding this gene, high-risk patients diagnosed at an advanced stage (SMD EB-1 and MDS-EB 2) that showed karyotypes including aneuploidies and del(7q) had a higher frequency of mutations, totalizing a very high predictive pathogenicity score, on the other hand, low-risk patients with early-stage disease had a low frequency of mutations, but with high pathogenic potential. The present study allowed us to trace important associations between the accumulation of variants found in REV1 and POLI genes and the progression of clinical conditions in MDS, thus pointing to a possible connection between the failure of the TLS mechanisms, caused by deleterious mutations, and the pathogenesis and evolution of this disease.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64355
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