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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Sequenciamento paralelo massivo na identificação e caracterização de genes relacionados à perda auditiva
Title Alternative: Massive parallel sequencing for identification and characterization of genes related to hearing loss
Author: Martins, Fábio Tadeu Arrojo, 1989-
Advisor: Sartorato, Edi Lúcia, 1962-
Abstract: Resumo: A perda auditiva é a deficiência sensorial mais frequente em humanos, afetando aproximadamente 5% da população mundial. Em países desenvolvidos, a cada mil indivíduos, um apresenta perda auditiva neurossensorial bilateral profunda para severa. Dentre as causas, 50-60% dos casos congênitos estão associados à fatores genéticos, distribuídos em mais de 100 genes envolvidos tanto com a perda auditiva sindrômica quanto não-sindrômica. Porém, estima-se que este número seja superior a 300 genes, o equivalente a 1% de todos os genes do genoma humano. Tendo conhecimento da heterogeneidade da perda auditiva, genética e clinicamente, assim como das limitações das tecnologias convencionais de diagnóstico molecular, novas estratégias tiveram de ser desenvolvidas para o melhor entendimento dos mecanismos relacionados ao processo da audição. Dentre tais tecnologias, o sequenciamento paralelo massivo mostrou-se uma ótima ferramenta, permitindo identificar e associar mais de 40 genes à perda auditiva em pouco menos de sete anos. Assim sendo, para este estudo envolvendo indivíduos afetados com perda auditiva, foram utilizadas tecnologias baseadas no sequenciamento paralelo massivo para a identificação e caracterização de variantes genéticas que pudessem esclarecer o fenótipo observado. Das 25 famílias estudadas, 20 eram provenientes do Oriente Médio e foram analisadas pelo painel de captura HEar-Seq v3, contendo 284 genes associados à perda auditiva em humanos e camundongos. As cinco famílias restantes, provenientes do Brasil, foram analisadas por meio do sequenciamento completo do exoma. A identificação de novos genes e variantes candidatas, relacionadas à perda auditiva nas famílias, foram analisadas funcionalmente, tendo seu efeito patogênico caracterizado por estudos in silico e in vitro. O uso do painel de captura e sequenciamento completo do exoma permitiu elucidar a causa molecular da perda auditiva em 12 dos 25 casos estudados, correspondendo a 48% dos casos. Variantes novas e conhecidas foram identificadas nos genes SLC26A4, USH2A, GATA3, OTOF, MYO6, STRC, CEACAM16, COL11A2 e MYH9, esclarecendo a etiologia da perda auditiva nas famílias estudadas. Além disso, este trabalho permitiu a associação de um novo gene, SLC12A6, com a perda auditiva em humanos. Tais resultados demonstraram o poder do sequenciamento paralelo massivo no estudo de desordens genéticas, principalmente em casos complexos e heterogêneos. Adicionalmente, as análises contribuíram para o diagnóstico conclusivo da perda auditiva, permitindo o aconselhamento genético e prognóstico adequado para estas famílias

Abstract: Hearing loss is the most common sensory deficit in humans, affecting approximately 5 % of the world population. In developed countries, one in every thousand individuals presents severe to profound bilateral sensorineural hearing loss. Of the congenital cases, 50-60 % are associated with genetic factors, which affect more than 100 genes involved in both syndromic and non-syndromic hearing loss. However, this number is estimated to be over 300 genes, i.e. 1 % of all genes in the human genome. Due to the genetic and clinical heterogeneity of hearing loss, as well as the limitations of conventional molecular diagnostic technologies, new strategies are constantly being developed for better understanding of the mechanisms of hearing. Among these, massive parallel sequencing has proven to be efficient, enabling the identification and association of more than 40 genes to hearing loss in seven years. In this study, massive parallel sequencing based technologies were used to identify and characterize genetic variants that could clarify the observed phenotype in individuals with hearing loss. Of the 25 families studied, 20 were from the Middle East. They were analyzed by the HEar-Seq v3 capture panel, containing 284 genes associated with hearing loss in humans and mice. The five remaining families were from Brazil and analyzed by complete exome sequencing. Novel candidate variants and their related genes causing the familial hearing loss were functionally analyzed and their pathogenic effect was characterized in silico and in vitro. With the use of the capture panel and complete exome sequencing, the molecular cause of the hearing loss in 12 of the 25 studied cases (48 % of the cases) was elucidated. Novel, as well as known variants, were identified in the SLC26A4, USH2A, GATA3, OTOF, MYO6, STRC, CEACAM16, COL11A2 and MYH9 genes, thereby clarifying the etiology of the hearing loss in the studied families. Moreover, this work identified a new gene, SLC12A6, as related to hearing loss in humans. These results demonstrate the power of massive parallel sequencing for studying genetic disorders, especially in complex and heterogeneous cases. Additionally, the analyzes aided a conclusive diagnosis of the hearing loss, which enabled adequate genetic counseling and prognosis for the affected families
Subject: Perda auditiva
Surdez
Genética
Sequenciamento de nucleotídeos em larga escala
Sequenciamento completo de exoma
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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