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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2021.tde-28092021-112205
Document
Auteur
Nom complet
Raiane Pina Crêspo Teixeira
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Gomes, Larissa Garcia (Président)
Reis, Fernando Marcos dos
Spritzer, Poli Mara
Vasques, Gabriela de Andrade
Titre en portugais
Utilização do sequenciamento em larga escala como ferramenta para identificação de causas monogênicas da síndrome de ovários policísticos
Mots-clés en portugais
Genética humana
Hiperandrogenismo
Resistência à insulina
Sequenciamento paralelo em larga escala
Síndrome dos ovários policísticos
Resumé en portugais
A Síndrome dos ovários policísticos (SOP) é uma doença endócrina comum e complexa que afeta cerca de 7%-15% das mulheres na idade reprodutiva. A SOP cursa com um conjunto de manifestações clínicas tais como hirsutismo, infertilidade, disfunção menstrual, obesidade, complicações metabólicas e aumento do risco cardiovascular. A heterogeneidade clínica da SOP sugere que sua etiologia seja multifatorial, porém, a presença de uma alta prevalência entre familiares de primeiro grau indica um forte componente genético. Os estudos de associação genética de escala genômica [Genome Wide Association Study (GWAS)], ferramentas importantes para estudos de doenças complexas, identificaram loci de suscetibilidade contendo genes candidatos associados à etiopatogenia da síndrome. Alguns desses genes estão envolvidos no eixo reprodutivo e no metabolismo da glicose, o que os tornam fortes candidatos. No entanto, os achados de GWAS explicaram menos de 10% da herdabilidade da SOP. Uma das hipóteses para essa baixa taxa é a presença de variantes raras de maior impacto biológico e que não são detectadas pelos estudos de GWAS. Os objetivos desse projeto são pesquisar a presença de variantes patogênicas raras em genes candidatos envolvidos na etiologia da SOP por um painel de genes construído a partir dos genes envolvidos na foliculogênese ovariana, nas vias de síntese dos esteroides, ação de gonadotrofinas e sinalização da insulina; e identificar novos genes candidatos por meio de sequenciamento exômico global em um grupo selecionado de pacientes com SOP. Métodos: foram selecionados dentre o grupo de mulheres com SOP os seguintes grupos: a) casos familiares de SOP; b) pacientes com SOP e aumento dos andrógenos adrenais; c) SOP associada a amenorreia primária; d) SOP associada a resistência insulínica grave e/ou DM precoce; e) SOP normoandrogênico. O sequenciamento dos genes selecionados foi realizado por meio de sequenciamento em larga escala utilizando um painel gênico utilizado para diagnóstico de diferentes doenças endócrinas. Os casos familiares de SOP foram estudados por sequenciamento exômico global. A seleção das variantes seguiu um papeline que priorizou variantes raras em bancos de dados internacionais e nacionais, e que determinavam perda de função da proteína (LoF) ou estavam preditas como patogênicas nas plataformas de predição in silico. Todas as variantes foram classificadas de acordo com os critérios do American College of Medical Genetics (ACMG). Foram estudadas 53 pacientes com SOP e fenótipos específicos ou quadro familiar com a seguinte distribuição por grupos: 22 pacientes com SOP e resistência insulínica grave e/ou DM precoce, 13 pacientes com SOP e componente adrenal, 7 pacientes com SOP normoandrogênico, 3 pacientes com amenorreia primária, e 8 pacientes com SOP familiar. Destas, 44 foram estudadas por painel gênico, 8 por exoma e 1 por ambas as metodologias. Foram identificadas variantes nos genes INSR, LMNA, PIK3R1, FSHR, GATA4, BMP15, SF1, DLK1 e SCN1A, sendo uma variante patogênica, 3 provavelmente patogênicas e 8 variantes de significado incerto (VUS). Foram encontradas 1 variante em cada gene, exceto no LMNA, no qual foram encontradas 4 variantes. Este estudo, por sequenciamento paralelo em larga escala, identificou variantes raras principalmente em genes relacionados a resistência insulínica e causas monogênicas de diabetes mellitus. A distinção entre SOP primário e síndromes de resistência insulínica monogênicas pode ser desafiadora na prática clínica. Os presentes achados no gene LMNA alertam que as laminopatias podem ser uma condição subdiagnosticada em pacientes com SOP. Assim, apesar de a resistência insulínica ser uma característica comum na SOP, pacientes com quadros extremos ou atípicos devem ser cuidadosamente avaliados em relação a doenças monogênicas. No grupo de pacientes com SOP adrenal e SOP normoandrogênico foi identificada apenas VUS. A ampliação do estudo em coortes maiores poderá esclarecer o real impacto das VUS na patogênese da síndrome, bem como identificar outros fatores genéticos e epigenéticos envolvidos. O estudo de sequenciamento exômico em famílias pode apontar novas causas genéticas de SOP
Titre en anglais
High throughput sequencing for Identification of monogenic etiologies in polycystic ovary syndrome
Mots-clés en anglais
High throughput sequencing
Human genetics
Hyperandrogenism
Insulin resistance
Polycystic ovary syndrome
Resumé en anglais
Polycystic Ovary Syndrome (PCOS) is a common and complex endocrine disorder that affects 7-15% of women of reproductive age. It is characterized by hyperandrogenism, ovulatory dysfunction and polycystic ovary morphology. The clinical presentation is heterogeneous varying from normoandrogenic-normometabolic profile to classical PCOS in women with severe hyperandrogenism and metabolic abnormalities The clinical heterogeneity suggests that the etiology is multifactorial; however, the high prevalence among first-degree relatives indicates a strong heritable component. Genome-wide association studies (GWAS) in PCOS cohorts have mapped PCOS susceptibility loci and identified candidate genes, especially those related to ovarian androgen biosynthesis, insulin resistance, gonadotropin secretion and action. However, the GWAS common susceptibility loci account for a small proportion of the estimated genetic heritability of PCOS. A possible explanation for this missing heritability may be the presence of rare variants with larger biological effects that are poorly detected by GWAS. Objective: The purpose of this study was to identify rare genetic variants that are associated with the etiology of PCOS by high throughput sequencing (HTS) in a preselected cohort and familial cases. Methods: the following groups were selected: a) familial cases of PCOS; b) patients with PCOS and increased adrenal androgens; c) PCOS associated with primary amenorrhea; d) PCOS associated with severe insulin resistance and / or early diabetes mellitus (DM); e) Normoandrogenic PCOS. Genetic analysis was performed using HTS (genetic panel and exome). Data were screened for selection of rare variants in public international and national databases and with the potencial to be pathogenic by in silico predictions plataforms. All variants were classified according to ACMG criteria. Results: 53 patients with PCOS and preselected specific phenotypes or familial cases were studied with the following distribution by groups: 22 patients with PCOS and severe insulin resistance and/or early DM, 13 patients with PCOS and adrenal component, 7 patients with normoandrogenic PCOS, 3 patients with primary amenorrhea and 8 patients with familial PCOS. Of these, 44 were studied by panel, 8 by exome and 1 by both methodologies. DNA sequencing analysis identified one pathogenic variant in LMNA, three likely pathogenic variants in INSR, DLK1 and PIK3R1, and eight variants of uncertain significance level with interesting biologic rationale in 6 genes (LMNA, GATA4, NR5A1, BMP15, FSHR, and SCN1A). One variant was found in each gene, except in the LMNA, in which four variants were found. Conclusion: Several rare variants in genes related to insulin resistance were identified in women with PCOS. Although insulin resistance is a common feature of PCOS, patients with extreme or atypical phenotypes should be carefully evaluated to rule out monogenic conditions in this group of patients. In patients with adrenal hyperandrogenism and normoandrogenic profile we only identified variants of unknown significance (VUS). Large cohorts are needed to clarify the role of these reported VUS and to identify other genetic and epigenetic factors implicated in the PCOS pathogenesis. The exome study in PCOS families can identify new genetic causes of PCOS.
 
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Date de Publication
2021-09-29
 
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