Tentando traduzir o "bio-moleculês" - Parte II

Comentei em postagens anteriores que a proteína MeCP2 atua regulando a expressão de diversos genes durante o desenvolvimento do organismo, e também que a função de uma proteína está diretamente associada à sua seqüência. Então, se o gene MECP2 sofre uma mutação, a proteína não será capaz de exercer sua função biológica de forma adequada: esta é a causa da síndrome de Rett. Este mesmo raciocínio é válido para a maioria das doenças genéticas e um dos conceitos básicos sobre genética e biologia molecular para compreender as bases moleculares da síndrome de Rett é o CÓDIGO GENÉTICO ("linguagem" através da qual o DNA origina o RNA e este é traduzido em proteínas). Veja a tabela abaixo:

Este código é determinado segundo a seqüência de cada três nucleotídeos no DNA, que determina um códon no RNA. Cada códon corresponde a um ou mais aminoácidos (código degenerado). No caso do gene MECP2 a seqüência do cDNA (DNA complementar = seqüência obtida a partir do RNA mensageiro) e seus códons para a isoforma e2 é a seguinte:

Está seqüência dá origem à seguinte seqüência protéica (no caso, isoforma MeCP2_e2):

Uma mesma mutação pode ser descrita em três níveis diferentes, com relação à molécula analisada: DNA, RNA (cDNA) ou proteína. Quando a localização de uma mutação é descrita no DNA genômico, é precedida pela indicação "g."; quando é descrita no DNA complementar (cDNA), é precedida por "c." e quando é descrita na proteína é precedida por "p." - sempre tendo como base a seqüência de referência, que é depositada em bancos de dados públicos internacionais - o principal é o National Center for Biotechnology Information (NCBI).

Há centenas de mutações descritas no gene MECP2: muitas associadas à síndrome de Rett e algumas relacionadas a outras doenças neurológicas. Embora estas mutações possam ocorrer ao longo de todo o gene, há oito locais no gene onde ocorrem mutações com maior freqüência (estes locais são chamados hotspots, ou pontos quentes): R106W, R133C, T158M, R168X, R255X, R270X, R294C e R306C. Tomando como exemplo a mutação R106W, esta nomenclatura significa que o aminoácido arginina (R), que ocupa a posição 106 na proteína é substituído pelo aminoácido triptofano (W). É importante lembrar que a isoforma e2 é usada como referência para descrição de mutações no MECP2. As mutações nas quais o aminoácido é substituído por X significa que é gerado um códon de parada (stop codon), e isso resulta em uma proteína mais curta (truncada).

Um dos fatores que influenciam o grau de severidade dos sintomas da doença é o tipo e a posição da mutação (mutações do tipo nonsense - substituição de um aminoácido por um códon de parada - ou do tipo frameshift - deleções ou inserções de aminoácidos - geralmente causam um quadro clínico mais severo que mutações do tipo missense - substituição de um aminoácido por outro). O padrão de inativação do cromossomo X também é um fator importante na severidade dos sintomas. Falaremos sobre isso na próxima postagem.

Uma ponta de grande esperança

Em 23 de fevereiro de 2007 foi publicado um artigo considerado um dos marcos recentes na pesquisa sobre a síndrome de Rett. O artigo relata os resultados da pesquisa chefiada pelo Dr. Adrian Bird, que demonstrou que os sintomas da síndrome de Rett são reversíveis em camundongos. O trabalho consistiu, resumidamente, no uso de uma linhagem de camundongos geneticamente modificada, que teve um trecho de DNA introduzido na região do gene MECP2, o qual teve sua expressão bloqueada, e por conseqüência os animais apresentavam sintomas da síndrome de Rett. A remoção deste trecho de DNA foi induzida quando os animais receberam injeções de uma droga chamada tamoxifeno e após algumas semanas eles deixaram de apresentar os sintomas. Abaixo há dois vídeos, que são material suplementar do artigo publicado, e mostram os resultados antes (superior) e depois (inferior) do tratamento.

Estes resultados causaram grande furor entre os pais de pacientes, pois muitos pensaram que havia sido descoberta uma droga para curar a doença. Na verdade, o tamoxifeno fez parte do protocolo experimental do estudo, e NÃO É UMA CURA. Assim, o que este trabalho evidenciou é a reversibilidade dos sintomas da doença em modelos animais. Este foi um estudo preliminar e por isso requer aprofundamento. Até chegar às pesquisas com pacientes será uma longa caminhada. Apesar disso, os resultados obtidos pelo grupo de pesquisa indicam que há uma esperança para o desenvolvimento de terapias que possam restabelecer algumas das habilidades das pacientes e, talvez, levar à cura da síndrome de Rett.

Informações mais detalhadas podem ser encontradas no site da Rett Syndrome Research Foundation dedicado à divulgação dos resultados deste estudo. Lá vocês encontrarão links para os vídeos (incluindo os exibidos acima) e poderão ter acesso ao artigo original publicado na revista "Science" pela equipe do Dr. Adrian Bird.

Tentando traduzir o "bio-moleculês" - Parte I

As informações sobre a síndrome de Rett estão associadas a vários conceitos das Ciências Biológicas, especialmente a Genética e a Biologia Molecular. Para facilitar a compreensão das bases moleculares da síndrome de Rett é preciso ter em mente alguns destes conceitos e o primeiro deles é o gene, que pode ser definido como "um segmento do DNA que consiste na unidade física e fundamental da hereditariedade e que geralmente corresponde a uma única proteína ou RNA." Sendo assim, o gene é a unidade funcional do DNA na produção de RNA e proteínas (transcrição e tradução, respectivamente) e esta unidade é composta por regiões codificantes (éxons) e regiões não codificantes (íntrons), além da região regulatória. Os éxons são os trechos do gene que, juntos, codificam uma seqüência de RNA; os íntron são trechos não codificantes presentes entre os éxons; a região regulatória (promotor) é aquela que permite a transcrição do gene.

O gene MECP2 possui 75.866 pb (pares de base), transcritos em um RNA mensageiro (mRNA) de 10.182 pb, que codifica uma proteína de 498 ou 486 aminoácidos, dependendo da isoforma (um gene pode codificar uma mesma proteína com pequenas diferenças na seqüência e cada uma destas variantes é chamada isoforma). A isoforma MeCP2_e1 (mais abundante no cérebro) é codificada pelos éxons 1, 3 e 4 e a isoforma MeCP2_e2 é codificada por parte do éxon 2 e pelos éxon 3 e 4.

A MeCP2 possui dois domínios funcionais (regiões da proteína que têm um papel específico em sua função) principais: o domínio MBD (methyl-CpG-binding domain), que interage com o DNA; e o domínio TRD (transcription repression domain), que interage com outras proteínas. Além destes domínios, outras regiões da MeCP2 são importantes para que ela funcione adeqüadamente. Como a seqüência de uma proteína está diretamente associada à sua função, quando o gene MECP2 sofre uma mutação e esta alteração provoca uma mudança na seqüência da proteína por ele codificada, conseqüentemente a proteína produzida terá sua função prejudicada.

Para dificultar um pouquinho mais o "bio-moleculês", muitos dos termos sobre a síndrome de Rett aparecem em inglês. Para quem é da área e está familiarizado não fica tão difícil compreender. Mas para quem tem o primeiro contato com o assunto, alguns termos definitivamente parecem não dizer muito, já que a maioria não têm uma tradução literal para o português... À medida que nos aprofundamos na busca por informações, nos deparamos com algumas expressões recorrentes. A primeira delas é o próprio nome do gene (methyl-CpG-binding protein 2) que foi assim definido pelo fato de a proteína por ele codificada (a MeCP2) ser a segunda proteína descrita com a capacidade de se ligar ao grupo químico metil, que é adicionado aos dinucleotídeos CpG no DNA. Complicou? Então, vamos por partes: o DNA é composto pelos nucleotídeos A, T, G e C. Sempre que temos numa seqüência de DNA um nucleotídeo C seguido de um G, isto é um dinucleotideo CpG (o "p" refere-se à ligação química que mantém os dois unidos). É raro encontrar CGs "soltos" no genoma. Eles freqüentemente estão agrupados em longas seqüências CGCGCGCG... no DNA (chamadas "ilhas CpG"), que geralmente estão metiladas. No vídeo "Ação da MecP2" é possível entender melhor o papel dos dinucleotídeos CpG metilados para a regulação da expressão gênica.

Abrace esta causa

Em 2006, participamos da Feira Nacional de Acessibilidade e Reabilitação (Reacess). Na ocasião, apresentamos uma mesa redonda - um convite da Associação Brasileira de Síndrome de Rett (ABRE-TE) - e distribuímos 1.500 cópias de um folheto informativo - que se não fosse pela minha orientadora, não teriam ficado prontas: - Cibele, sou eternamente grata a você! Tanto a mesa redonda quanto o folheto tinham o título "(Re)conhecendo a síndrome de Rett", exatamente para que as pessoas buscassem e compartilhassem informações sobre a síndrome. E nossos esforços não pararam por aí! Em tempo recorde, Carolina Procaci (uma de minhas colegas de projeto) e seu namorado, Daniel, conseguiram fazer uma legenda em português para o vídeo "Silent Angels", elaborado pela International Rett Syndrome Association (IRSA). Tudo para que atingíssemos o maior número possível de pessoas, especialmente aquelas que nunca ouviram falar sobre síndrome de Rett. Hoje, este blog veio se tornar uma extensão (ou complemento) desta idéia inicial.

Vou explicar: desde meu primeiro contato com a síndrome de Rett (em 2003), me chama a atenção o fato de NUNCA (que eu me lembre) ter visto no Brasil alguma forma de divulgação ampla sobre o assunto. E isto me incomoda bastante. Afinal de contas, informação é fundamental. Pois bem, aproveitando a inspiração do vídeo anterior =], resolvi pôr em prática a idéia que surgiu recentemente: criar uma campanha informativa sobre a síndrome de Rett. Para este vídeo, usei imagens do livro "The Rett syndrome handbook" - 2a edição (imagem da capa ao lado), escrito por Kathy Hunter (uma pessoa simplesmente FANTÁSTICA), fundadora da IRSA. Inicialmente, havia usado como trilha sonora para o vídeo um trecho de uma música do compositor Alexandre Guerra. Embora o artista tenha aprovado o uso de seu trabalho neste vídeo, não obtive resposta da gravadora quanto à autorização de uso da obra. Por este motivo, estamos buscando uma colaboração com outro músico e, assim que tivermos autorização de sua gravadora, o vídeo de nossa campanha voltará a ter uma trilha sonora. Vamos aguardar! ;]

Aos visitantes deste blog, peço que "abracem esta causa" e divulguem o vídeo a TODOS. Vamos mobilizar a sociedade e criar uma "campanha nacional sobre a síndrome de Rett". Para que ninguém mais diga que nunca ouviu falar desta doença. Para que nenhuma menina fique sem diagnóstico. Para que nenhum profissional continue desatualizado. E para que nenhuma família fique sem apoio ou informação.

Ação da proteína MeCP2

Para explicar melhor como funciona a proteína MeCP2, esta postagem é um vídeo, no qual fiz uma adaptação na animação disponível no site educacional do Howard Hughes Medical Institute (que é excelente). Embora não tenha modificado o conteúdo da animação original, fiz esta adaptação para facilitar a compreensão - o material original é narrado em inglês pela Dra. Huda Zohgbi. Espero que seja útil a vocês. E lembrando: esta foi minha primeira experiência com vídeos na web. Então, desculpem por qualquer falha. =]

A causa

Como falamos na postagem "Histórico da síndrome de Rett", após a década de 80 foi iniciada a busca pela causa da síndrome de Rett. Várias hipóteses foram propostas para explicar a doença, mas quando vários casos familiares (dentro da mesma família) foram relatados, ficou claro que a doença tinha uma causa genética. Na década de 90 os pesquisadores estiveram empenhados em descobrir então qual era o gene (um ou vários?) e, no ano de 1999, a equipe chefiada pela Dra. Huda Zoghbi (foto ao lado) descobriu que a síndrome de Rett é causada por mutações (alterações) em um gene localizado no cromossomo X. Este gene, chamado MECP2 (do inglês, methyl-CpG-binding protein 2) - e que nós pronunciamos "mec-pê-dois" - é um gene muito importante no controle do funcionamento de outros genes, desde o desenvolvimento embrionário. Ele codifica (produz) uma proteína (chamada MeCP2) que controla a expressão de vários genes importante para o desenvolvimento dos neurônios (ou seja, quando e onde estes genes são expressos) em todos os vertebrados. Fazendo uma analogia e simplificando (bastante), a MeCP2 funciona como um dimmer (aquele botão que regula a intesidade da luz) e então podemos explicara causa da síndrome de Rett da seguinte forma: nas pacientes afetadas pela síndrome de Rett, a MeCP2 não é capaz de funcionar corretamente e todo o desenvolvimento dos neurônios do embrião fica comprometido.

É importante lembrar que mutações no DNA ocorrem em todas as nossa células, ao longo de nossas vidas, todos os dias, sem que possamos saber ou controlar. Portanto, os pais e mães de pacientes afetadas pela síndrome de Rett, assim como pais de pacientes afetados por qualquer doença de origem genética, JAMAIS DEVEM SE SENTIR CULPADOS.

Evolução clínica

De acordo com a evolução e sintomas, a síndrome de Rett é classificada em duas formas: clássica ou atípica. Na forma clássica, o quadro clínico evolui em quatro estágios definidos:

Estágio 1 - de 6 a 18 meses de idade. Ocorre desaceleração do perímetro cefálico (reflexo do prejuízo no desenvolvimento do sistema nervoso central), alteração do tônus muscular (às vezes parece "molinha"), a criança interage pouco (muitas são descritas como crianças "calmas") e perde o interesse por brinquedos. Neste estágio, os primeiros sintomas da doença estão surgindo, mas muitas vezes nem são percebidos pelos pais (especialmente se são "marinheiros de primeira viagem") ou pelos médicos (muitos deles desconhecem a síndrome de Rett).

Estágio 2 - de 2 a 4 anos de idade. Ocorre regressão do desenvolvimento, inicia-se a perda da fala e do uso intencional das mãos, que é substituído pelas esteretipias manuais. Ocorrem também distúrbios respiratórios, distúrbios do sono (acordam à noite com ataques de risos ou gritos) e manifestações de comportamento autístico.

Estágio 3 - de 4 a 10 anos de idade. A regressão é severa neste estágio e os problemas motores, crises convulsivas e escoliose são sintomas marcantes.Por outro lado, há melhora no que diz respito à interação social e comunicação (o contato visual melhora), elas tornam-se mais tranqüilas e as características autísticas diminuem.

Estágio 4 - a partir dos 10 anos de idade. Caracterizado pela redução da mobilidade, neste estágio muitas pacientes perdem completamente a capacidade de andar (estágio 4-A), embora algumas nunca tenham adquirido esta habilidade (estágio 4-B). Escoliose, rigidez muscular e distúrbios vasomotores periféricos são sintomas marcantes. Os movimentos manuais involuntários diminuem em freqüência e intensidade. A puberdade ocorre na época esperada na maioria das meninas.

Já nas formas atípicas, nem todos os sintomas estão presentes e os estágios clínicos podem surgir em idade bem diferente da esperada.

Algumas doenças neurológicas compartilham sintomas com a síndrome de Rett e isto pode dificultar o diagnóstico clínico especilamente nos primeiros estágios da forma clássica (ou no caso de formas atípicas). Quando os primeiros sintomas da síndrome de Rett estão surgindo, muitas pacientes são diagnosticadas de forma equivocada como autistas, por exemplo. É importante que os profissionais de saúde estejam atualizados e conheçam sobre a síndrome de Rett para que sejam capazes de realizar o diagnóstico diferencial. Uma vez que o diagnóstico precoce facilita o estabelecimento de uma estratégia terapêutica adequada, a INFORMAÇÃO É FUNDAMENTAL.

Embora ainda não tenha sido descoberta a cura da síndrome de Rett, as pacientes que são acompanhadas de forma adeqüada podem ter uma vida melhor e mais feliz. E TAMBÉM VALE LEMBRAR: a síndrome de Rett não restringe a expectativa de vida das pacientes.

Sintomas

O diagnóstico da síndrome de Rett é baseado na avaliação clínica da paciente e deve ser feito por um profissional habilitado para tal, como neurologistas e pediatras. Este diagnóstico é feito com base nos critérios diagnósticos estabelecidos, que consistem em:

critérios necessários (presentes em todas as pacientes):
- desenvolvimento prénatal (antes do nascimento) e perinatal (pouco tempo depois de nascer) aparentemente normal;
- desenvolvimento psicomotor normal até os 6 meses de idade;
- perímetro cefálico (circunferência da cabeça) normal ao nascimento;
- desaceleração do perímetro cefálico após 6 meses de idade;
- perda do uso propositado das mãos;
- movimentos manuais estereotipados (torcer, aperta, agitar, esfregar, bater palmas, "lavar as mãos" ou levá-las à boca);
- afastamento do convívio social, perda de palavras aprendidas, prejuízos na compreensão, raciocínio e comunicação.
critérios de suporte (presentes em algumas pacientes):
- distúrbios respiratórios em vigília (hiperventilação, apnéia, expulsão forçada de ar e saliva, aerofagia);
- bruxismo (ranger os dentes);
- distúrbios do sono;
- tônus muscular anormal;
- distúrbios vasomotores periféricos (pés e mãos frios ou cianóticos);
- cifose/escoliose progressiva;
- retardo no crescimento;
- pés e mãoes pequenos e finos.
critérios de exclusão (ausentes nas pacientes):
- órgãos aumentados (organomegalia) ou outro sinal de doenças de depósito;
- retinopatia, atrofia óptica e catarata;
- evidência de dano cerebral antes ou após o nascimento;
- presença de doença metabólica ou outra doença neurológica progressiva;
- doença neurológica resultante de infeção grave ou trauma craniano.

Histórico

Em 1954, o pediatra austríaco Andreas Rett (1924-1997) observou, na sala de espera de seu consultório, duas pacientes sentadas lado a lado, que apresentavam sintomas bem parecidos. Revisando os prontuários de seu consultório, verificou que havia mais seis meninas semelhantes àquelas. Isto despertou nele o interesse em estudar aquela doença neurológica e ele deu início à procura por pacientes que apresentavam sintomas semelhantes. Em 1966, Dr. Rett publicou os resultados de seu estudo inicial sobre esta "nova" doença, e nos anos seguintes publicou novos artigos sobre o assunto. Entretanto, seu trabalho teve pouca repercussão, uma vez que seus artigos foram publicados em revistas científicas em alemão.

Paralelamente, a partir da década de 60, o médico sueco Dr. Bengt Hagberg (1923- ) iniciou um estudo sobre suas pacientes que apresentavam sintomas semelhantes aos descritos pelo Dr. Rett. Embora seus estudo estivessem sendo realizados de forma independente, estes dois médicos haviam relatado a mesma doença e, em 1983, o Dr. Hagberg publicou o primeiro trabalho científico em inglês sobre esta doença e a chamou de síndrome de Rett. A partir deste momento, a comunidade científica de todo o mundo voltou suas atenções para a síndrome de Rett, na tentativa de determinar sua causa.

O que é a síndrome de Rett?

A síndrome de Rett é uma doença neurológica que afeta principalmente o sexo feminino (aproximadamente 1 em cada 10.000 a 15.000 meninas nascidas vivas), em todos os grupos étnicos. Clinicamente, é caracterizada pela perda progressiva das funções neurológicas e motoras após um período de desenvolvimento aparentemente normal, que vai de 6 a 18 meses de idade. Após esta idade, as habilidades adquiridas (como fala, capacidade de andar e uso intencional das mãos) são perdidas gradativamente e surgem as estereotipias manuais (movimentos repetitivos e involuntários das mãos), que são característica marcante da doença.