Autor(es):
Martins, Catarina Isabel Mendes 
Data: 2012
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10316/25012
Origem: Estudo Geral - Universidade de Coimbra
Assunto(s): Demência frontotemporal; mtDNA; COX; Variações de sequência
Descrição
A demência frontotemporal é uma doença neurodegenerativa associada a atrofia
dos lobos frontal e temporal. É a segunda demência de início precoce mais comum,
caracterizando-se pela alteração comportamental progressiva e disfunção executiva
e/ou dificuldades na linguagem. É muito heterogénea relativamente às suas
características clínicas, patológicas e genéticas.
O genoma mitocondrial (mtDNA) humano codifica componentes chave da cadeia
respiratória mitocondrial e apresenta características próprias, distintas do genoma
nuclear. A neurodegenerescência e os processos que a ligam à mitocôndria envolvem
diversos tipos de mecanismos e têm-se proposto várias hipóteses para explicar a
influência da mitocôndria nas diversas doenças neurodegenerativas. Quando existem
mutações no mtDNA, a função energética comprometida é um defeito bioquímico
comum nestas doenças, sendo também muitas vezes mencionada a alteração na
produção e regulação de espécies reativas de oxigénio (ROS). De facto, a sobrevivência
dos neurónios depende da função mitocondrial e do fornecimento de oxigénio, uma
vez que o ATP é produzido pela OXPHOS. Este facto é da maior importância, pois são
necessários níveis bastante elevados de ATP para manter as funções neuronais
normais. Assim, os defeitos bioenergéticos resultantes de mutações no mtDNA
parecem relacionar-se com estas doenças, nomeadamente na doença de Alzheimer
(DA).
Para além de vários estudos que comprovam a relevância mitocondrial em
diversos processos neurodegenerativos, também na DFT têm surgido evidências da
importância da mitocôndria e do seu DNA, tendo sido encontradas variações na
sequência do mtDNA. No entanto, o número de estudos é ainda reduzido, tendo sido
ainda estudadas poucos genes, surgindo deste modo uma necessidade de aprofundar
a investigação da relação do mtDNA com esta doença. Assim, o objetivo deste estudo
foi proceder à sequenciação dos três genes MT-CO codificados pelo mtDNA em 70
doentes de DFT, recorrendo à sequenciação automática.
No total, foram encontradas 55 variações de sequência, com uma maioria
correspondendo a polimorfismos, uma pequena parte (9) a mutações somáticas no mtDNA, previamente identificadas em determinadas linhas celulares, ou substituições
publicadas em diversas doenças e uma nova alteração. Do número total de variações
de sequência detetadas (em um ou mais doentes), 7 conduziam à alteração de
aminoácido na sequência da proteína, para as quais se realizou uma análise in silico.
Foram encontradas alterações em 80% dos doentes estudados, tendo-se detetado
uma alteração nova (m.7300T>C), não existente nas bases de dados. Observou-se, de
um modo geral, um maior número de alterações na subunidade 1, de maiores
dimensões, em comparação com as subunidades 2 e 3.
A grande parte das alterações identificadas no presente estudo são polimorfismos.
No entanto, não se pode excluir a possibilidade de estarem envolvidos na
etiopatogenia da DFT, juntamente com outros fatores não analisados. São necessários
estudos adicionais, para entender melhor o papel do mtDNA nesta doença. Frontotemporal dementia is a neurodegenerative disorder associated with
atrophy of frontal and temporal lobes. It is the second most common early-onset
dementia, characterized by progressive behavioral changes and executive dysfunction
and/ or language difficulties. With regard to the clinic, pathological and genetic
characteristics, it is considered to be quite heterogeneous.
The mitochondrial genome (mtDNA) encodes key components of human
mitochondrial respiratory chain and has particular characteristics, distinct from the
nuclear genome. The neurodegeneration and the neurodegenerative processes related
to mitochondria involve various types of mechanisms and there have been proposed
several hypotheses on how mitochondria may play a role in several neurodegenerative
diseases. When there are mtDNA mutations, they compromise energetic function,
which still is a very common biochemical defect in these pathologies, but production
and regulation of reactive oxygen species is often referred. Indeed, neurons survival
depend on mitochondrial function and oxygen supply, as the ATP is produced by
OXPHOS. This fact is of utmost importance, since very high levels of ATP are required
to maintain the normal neuronal function. Thus, defects resulting from bioenergetic
mtDNA mutations seem to be related to these diseases, including in Alzheimer's
disease (AD).
Besides several studies that demonstrate the mitochondrial relevance in different
neurodegenerative diseases, also in DFT it is evident the importance of mitochondria
and its DNA, and sequence mtDNA variations were reported. However, the number of
studies is still limited, and a small number of genes have been studied, stressing out
the need to further investigate the relationship of mtDNA with this disease. The
objective of this study was to carry out the sequencing of the mtDNA encoded MT-CO
genes in 70 patients with FTD, using automated sequencing.
A total of 55 sequence variations were found, the majority corresponding to
polymorphisms, a small portion (9) to mtDNA somatic mutations previously identified
in particular cell lines, substitutions reported in specific diseases and one novel
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alteration. From the total number of variations identified (detected in one or more
patients), 7 induce alteration in the amino acid sequence of the protein, for the which
an in silico analysis was performed. Alterations were found in 80% of the patients and
it was detected a novel variation, not yet described in databases, m.7300T>C. In
general, there were more alterations in the subunit 1, which is larger, in comparison
with the subunits 2 and 3.
The majority of the alterations found in this study are polymorphisms. This fact
does not allow to exclude the possibility of being involved in FTD pathogenesis of the
DFT, with other factos not analysed. Further studies are necessary to better
understand the role of mtDNA in this disease. Dissertação de mestrado em Bioquímica, apresentada ao Departamento Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra
