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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudos moleculares das vias de sinalização mTOR e TAU nas displasias corticais focais
Title Alternative: Molecular studies of mTOR and TAU pathways in focal cortical dysplasia
Author: Mazutti, Marcella Gonçalves, 1989-
Advisor: Lopes-Cendes, Íscia Teresinha, 1964-
Abstract: Resumo: As epilepsias constituem um dos grupos de doenças neurológicas graves mais frequentes, afetando de 1,5 a 2% da população mundial. Diversos tipos de malformações do desenvolvimento cortical (MDC) podem causar epilepsia e estão associadas à ocorrência de crises refratárias, incluindo a Displasia Cortical Focal (DCF). Esta se caracteriza por alterações citoarquiteturais, também observadas em outras MDC, como na Esclerose Tuberosa (ET) e na Hemimegaencefalia (HME). Semelhanças histológicas sugerem mecanismos patológicos comuns entre esses três distúrbios. A DCF, a ET e a HME também compartilham características relacionadas com uma sinalização anômala da via mTOR. Além da mTOR, há associação da via Tau com a DCF, decorrente da presença dos agregados de Tau, os quais também são identificados na doença de Alzheimer. Desta forma, sugere-se que a compreensão dos mecanismos patogênicos da DCF pode ser obtida através dessa relação com distúrbios similares. Já foi comprovada a relação entre ET, HME e mutações em mosaicismo. A identificação de mutações em estado de mosaicismo pode contribuir para o entendimento de doenças complexas, no entanto estas alterações não são detectadas pelo sequenciamento de Sanger. Sendo assim, a possibilidade de detectá- las pelas técnicas de sequenciamento de nova geração (NGS) representa uma nova perspectiva para a utilização desta tecnologia. Além das alterações de sequência no DNA genômico, também tem sido descritas alterações genômicas estruturais, denominadas de Copy Number Variations (CNV), estas variações estão associadas com diversos distúrbios neurológicos, que vão desde transtornos psiquiátricos até malformações do córtex cerebral, como a DCF. Alguns estudos já identificaram variações estruturais em pacientes com DCF e HME. . Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi investigar se mutações em mosaicismo nos genes das vias mTOR e Tau, além de alterações estruturais (CNVs) que se localizam nestes e em outros genes, estão envolvidas com os mecanismos patológicos da DCF. Para tal, utilizamos como estratégia de sequenciamento o Deep Sequencing por next generation sequencing tecnology (NGS), sendo sequenciado o DNA genômico de tecidos cerebrais provenientes de cirurgia e do sangue periférico dos pacientes com DCF, para aferir se o mosaicismo é restrito ao Sistema Nervoso Central. A captura das regiões foi realizada com o Nextera® Expanded Kit (Illumina®) e as reações de NGS foram processadas em um Hiseq 2500. Para a identificação de CNVs, utilizamos o kit CytoScan HD (Affymetrix) seguindo recomendações do fabricante. As análises de CNVs foram realizadas com o software Chromosome Suite (Affymetrix). Realizamos os experimentos de sequenciamento descritos acima em amostras de quatro pacientes com DCF. Foi sequenciando o DNA extraído de tecido cerebral displásico e de sangue (DNA genômico) de cada um desses pacientes, e desta forma, identificamos um total de 758 alterações na via mTOR, sendo destas, 30 alterações em mosaicismo ¿ 13 presente apenas no tecido displásico e 17 presente apenas no sangue. Na via Tau, identificamos um total de 38 alterações, e destas, 7 estão em mosaicismo ¿ 4 presente apenas no tecido displásico e 3 presente apenas no sangue. Além disso, investigamos a presença de CNVs em seis pacientes, tanto no tecido cerebral contendo a DCF como no sangue. Foram identificados um total de 131 CNVs, 61 de ganho e 70 de perda, variando em um range de 100 ¿ 1.237kbp. Deste total, 13 CNVs ainda não foram descritas no banco de dados Database of Genomic Variants (DGV). Portanto, podemos concluir que nossos resultados demonstram claramente que mutações em genes da via mTOR e TAU estão presentes em estado de mosaico no tecido com DCF. Apesar de estudos adicionais que confirmem a relação causal entre essas mutações e a etiologia da DCF serem necessários, nossos resultados acrescentam dados importantes que apoiam as evidências atuais apontando a participação das vias mTOR e TAU na fisiopatogênese das DCFs

Abstract: Epilepsy is one of the most common neurological diseases, affecting 1.5 -2.0 % of the world population. Several types of malformations of cortical development (MCD), including Focal Cortical Dysplasia (FCD), cause epilepsy and are associated with the occurrence of refractory seizures. FCD is characterized by cortical architecture abnormalities observed in other MCDs, such as Tuberous Sclerosis (TS) and Hemimegalencephaly (HME). FCD, TS and HME also show aberrant expression of genes belonging to mTOR signaling pathway. Potential involvement of Tau pathway has also been reported in patients with FCD, due to the presence of tau aggregates, which are also identified in Alzheimer's disease. Therefore, the similarity in histological features and molecular pathways suggests that pathogenic mechanisms could be common to these three disorders. Furthermore, somatic mosaic mutations have been identified in patients with TS and HME. The identification of somatic mutations in a mosaic state might contribute to the understanding of complex diseases such as DCF; however, they are not usually detected by traditional methods such Sanger sequencing. Recently, Next-generation sequencing (NGS) technology has been reported to allow detection of somatic mutations in a mosaic state in the central nervous system. In addition to sequence variants , genomic structural variations called Copy Number Variations (CNV) have also been reported as a source of DNA variation which could be associated to disease. These variations are associated with many neurological disorders ranging from psychiatric disorders to malformations of the cerebral cortex, such as DCF. Some studies have identified structural variations in patients with DCF and HME.. Therefore, the main objective of this project is to investigate whether somatic mosaic mutations in genes belonging to the mTOR and Tau pathways, as well as, structural variations (CNVs) located in these and other genes could be involved in the molecular mechanisms leading to FCD. Deep Sequencing by NGS was performed in genomic DNA of both, FCD resected brain tissue and peripheral blood of patients in order to assess whether the somatic mutations are restricted to the central nervous system. Exon capturing of candidate genes were performed with Nextera® Expanded Kit (Illumina®) and NGS was performed on a Hiseq 2500 machine. CytoScan HD Kit (Affymetrix) was used for the identification of CNVs, following the manufacturer recommendations and Chromosome Analysis Suite (Affymetrix) was used for data analyzes. DNA sequencing was performed in four patients with FCD in both, samples resected brain tissue and peripheral blood. We identified a total of 758 variants in genes belonging to the mTOR pathway, 30 of these variants were found in a mosaic state - 13 were exclusively present in brain tissue and 17 were present only in blood DNA. In genes belonging to Tau pathway, we identified a total of 38 variants,seven of them were in a mosaic state - four were only present in brain tissue and three were present only in the blood DNA. In addition, we investigated the presence of CNVs in six patients in both, FCD resected brain tissue and peripheral blood. We identified a total of 131 CNVs, 61 of gain and 70 of loss, varying from of 100 - 1.237kbp. Of these, 12 CNVs have not yet been described in the Database of Genomic Variants (DGV). Therefore, we conclude that sequence variants in a mosaic state, as well as putative CNVs are indeed present in tissue resected from patients with FCD. Although additional studies are needed in order to unequivocally determine that these DNA variations are indeed causative of the molecular abnormalities which ultimately lead to FCD, the present work have contributed significantly by adding additional evidence supporting the involvement of mTOR and Tau pathways in the mechanisms leading to FCD
Subject: Neurogenética
Mutação
Epilepsia
Malformações do desenvolvimento cortical
Editor: [s.n.]
Citation: MAZUTTI, Marcella Gonçalves. Estudos moleculares das vias de sinalização mTOR e TAU nas displasias corticais focais. 2015. 1 recurso online ( 101 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/312728>. Acesso em: 29 ago. 2018.
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FCM - Tese e Dissertação

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