Estudo envolvendo drosófilas e ratos permitiu que biólogos identificassem dois genes responsáveis por defeitos cardíacos congênitos em indivíduos com síndrome de Down, uma das principais causas de mortalidade infantil e de morte nas pessoas nascidas com este distúrbio genético.
Em artigo, pesquisadores da University of California, do Sanford-Burnham Medical Research Institute e da University of Utah, nos Estados Unidos, relataram a identificação de dois genes que, quando produzidos em níveis elevados, trabalharam juntos para interromper o desenvolvimento e o funcionamento cardíaco.
A síndrome de Down é um distúrbio que ocorre em um a cada 700 nascimentos, quando os indivíduos têm três cópias do cromossomo humano 21, em vez das duas que ocorrem normalmente.
"O cromossomo 21 é o menor cromossomo humano e estudos intensivos de mapeamento genético em pessoas com síndrome de Down identificaram uma pequena região dele que desempenha um papel crítico em causar defeitos cardíacos congênitos.
Essa região da síndrome de Down para a doença cardíaca congênita, chamada de 'região crítica DS-CHD' contém vários genes que são ativos no coração, os quais a nossa colaboradora, Julie Korenberg, suspeitava de interagir uns com os outros para perturbar o desenvolvimento ou o funcionamento cardíaco quando presente em três cópias.
Mas exatamente quais dentre esta meia dúzia de genes são os culpados? Identificar os genes dentro da região crítica DS-CHD que contribuem para os defeitos cardíacos congênitos é desafiador usando-se os modelos experimentais de mamíferos tradicionais, como ratos, já que o número de possíveis combinações genéticas que precisam ser geradas e testadas é muito grande", disse o professor de biologia Ethan Bier.
Para simplificar a pesquisa, os cientistas se voltaram para as moscas de fruta, um sistema mais simples e rápido reprodução biológica que possui muitos genes em comum com os ratos e os seres humanos.
Com a ajuda dos colaboradores Amir Gamliel, Geoff Rosenfeld e Kirk Peterson na University of California San Diego School of Medicine, Rolf Bodmer e Karen Ocorr na Sanford-Burnham Medical Research Institute, Julie R.
Korenberg da University of Utah, o biólogo Tamar Grossman, no laboratório de Bier, elaborou uma abordagem genética sequencial para desvendar o problema.
UCSanDiego
"Primeiro, as moscas de fruta foram utilizadas para testar todas as possíveis interações genéticas entre os pares destes genes que pudessem perturbar o funcionamento do bombeamento simples do fluido do coração da mosca.
Estes estudos genéticos abrangentes apontaram para um determinado par de genes conhecidos como DSCAM e COL6A2, que resultava nos defeitos mais graves quando produzidos em excesso juntos", disse Bier.
Em seguida, os pesquisadores testaram os efeitos de se aumentar os níveis desses genes nos corações dos modelos de rato.
Primeiro eles geraram linhas genéticas de ratos que tinham atividade elevada de cada um destes genes no coração e, em seguida, cruzaram estes ratos geneticamente para criar descendentes que super produziam os genes em conjunto. Os pais, bem como seus descendentes foram então testados para a função cardíaca e defeitos cardíacos visíveis.
Os ratos que tinham níveis elevados de cada gene separadamente eram, em grande parte, normais. Mas a prole com níveis extra de ambos os genes tinha graves defeitos cardíacos.
Estes defeitos cardíacos eram de dois tipos. O primeiro parecia uma das principais características dos pacientes cardíacos com síndrome de Down, em que o sangue desvia-se entre as duas câmaras atriais do coração através de pequenos orifícios no septo que normalmente isola essas duas câmaras.
O segundo defeito, que não é frequentemente observado em pacientes com síndrome de Down, mas que é uma condição comum e muito séria na população em geral, foi um espessamento da parede do coração, a hipertrofia cardíaca.
"Este espessamento da parede do coração reduz o funcionamento do coração e pode levar a ataques cardíacos fatais, o que de fato foi observado entre alguns dos ratos com superprodução de DSCAM e de COL6A2 mais seriamente afetados", disse Bier.
Bier acrescentou que a abordagem genética em camadas, usando moscas da fruta e, em seguida, ratos, poderia ser útil na identificação dos genes envolvidos em outros distúrbios genéticos comuns que acredita-se serem causados por múltiplos genes.
"Essas condições surgem devido a uma variação surpreendente no número de cópias de pequenos intervalos de cromossomos humanos que são realizadas por praticamente todas as pessoas.
Dependendo de quais pequenas regiões do cromossomo têm cópias extras de genes ou menos, várias condições podem resultar, incluindo a obesidade, o autismo e a esquizofrenia. Normalmente, nestas doenças, como na síndrome de Down, o enigma é: qual dos possíveis genes com um número de cópias alterado causou a doença", disse ele.
