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SÍNDROMES EPILÉPTICAS GENETICAMENTE DETERMINADAS: ASPECTOS CLÍNICOS E MOLECULARES
Profa. Dra. Iscia Lopes Cendes
Professora Associada
Departamento de Genética Médica
FCM-UNICAMP
O reconhecimento de que fatores genéticos são importantes na etiologia das epilepsias vem desde os tempos de Hipócrates. Na era moderna, vários estudos têm demonstrado de forma científica a importância desses fatores na determinação das epilepsias generalizadas idiopáticas. No entanto, as epilepsias focais eram vistas, até bem pouco tempo, como determinadas predominantemente por fatores ambientais. Recentemente, um número cada vez maior de relatos tem documentado a ocorrência de famílias segregando diversas formas de epilepsia focal.
1. Introdução
Epilepsia é uma das condições neurológicas mais comuns, ocorrendo em aproximadamente 1 a 1.5% da população geral1. A Classificação das Epilepsias e Síndromes Epilépticas, proposta pela ILAE (International League Agaisnt Epilepsy) divide as epilepsias em idiopáticas, sintomáticas e criptogênicas2. O grupo das epilepsias idiopáticas corresponde a aproximadamente 50% do total das epilepsias humanas1. É nas epilepsias idiopáticas que a predisposição genética se apresenta de maneira mais marcada. Inicialmente, acreditava-se que as epilepsias idiopáticas generalizadas apresentavam um forte componente genético, mas que as epilepsias parciais eram predominantemente causadas por fatores ambientais. Foram os estudos clínicos e eletrencefalográficos realizados por Andermann que chamaram a atenção para o envolvimento de fatores genéticos também nas epilepsias parciais3,4. Mais recentemente, com a identificação de síndromes especificas de epilepsia parcial familiar5-7os estudos de genética molecular das epilepsias idiopáticas parciais tomou novo impulso8-10.
2. Estudos de epidemiologia genética
Desde os primórdios da medicina muito se tem especulado sobre a base genética das epilepsias3,4. Nos anos 50 e 60 vários estudos epidemiológicos demonstraram as primeiras evidências científicas para uma predisposição genética nas várias formas de epilepsia11-13. Nesses trabalhos se observou que o risco de desenvolver epilepsia era de 1.5 a 5 vezes maior nos indivíduos com antecedente familiar da doença do que na população geral 14,15. Observou-se também em vários estudos que o risco para familiares de pacientes com epilepsia generalizada idiopática era aproximadamente 2 vezes maior do que o risco para indivíduos com história de epilepsia parcial16-18. Estudando mais de perto o tipo de fator genético envolvido na susceptibilidade para epilepsia, Lennox em 195111 e Inouye em 196017 demonstraram que a concordância clínica entre gêmeos monozigóticos, quando comparada com a concordância em pares dizigóticos, sugere a presença de um fator genético importante, mas demonstra também que o modelo de herança não é monogênico. Nos anos 70, Andermann14 propôs o modelo multifatorial para as epilepsias, no qual fatores genéticos e ambientais interagem na determinação dos riscos de recorrência familiar da doença. Atualmente, as epilepsias, particularmente as idiopáticas, são vistas como doenças complexas do ponto de vista da herança genética18. Outros exemplos de doenças geneticamente complexas são: diabetes juvenil, hipertensão e doenças psiquiátricas como a esquizofrenia e a psicose maníaco-depressiva19. As doenças complexas são definidas como condições nas quais a correspondência entre o genótipo e fenótipo não é completa. Vários fatores são responsáveis pela “complexidade” dessas doenças, entre eles: penetrância incompleta, presença de fenocópias, heterogeneidade genética, herança poligênica ou multifatorial e alta prevalência na população geral19-21.
3. A genética molecular e o estudo das epilepsias
Com os avanços recentes da biologia molecular as teorias sobre genes implicados na transmissão das epilepsias poderão ser finalmente comprovadas experimentalmente.
Existem duas estratégias básicas para se localizar genes que causam doenças:
a) O teste de genes candidatos relacionados com a alteração metabólica ou os mecanismos fisiopatológicos da doença. b) A clonagem posicional realizada sem o conhecimento a priori das alterações metabólicas e/ou processos fisiopatológicos de base. Essa última estratégia utiliza técnicas de manipulação do DNA visando o mapeamento genético. A utilização das técnicas de clonagem posicional tem resultado em inúmeros sucessos no mapeamento genético das doenças neurológicas, cujos mecanismos são complexos e pouco conhecidos. As epilepsias são um bom exemplo dessa categoria de doenças.
Mesmo com o sequenciamento completo do genoma humano, anunciado desde o ano 2000, a estratégia de clonagem posicional permanece útil. Isso porque o conhecimento da seqüência do DNA não nos fornece informações precisas da localização física dos genes ou de sua função. Vale lembrar que o mapeamento do locus é apenas o passo inicial para a identificação de um gene que causa doença, e para alcançar tal mapeamento podemos nos valer basicamente de 2 tipos de desenho experimental: estudos de ligação e análise de associação22. A escolha de um ou outro método se baseia no tipo de efeito genético influenciando a doença em estudo. Seja esse efeito na forma de um gene maior ou de genes menores influenciando o fenótipo. Em geral na presença de um únic gene, responsável pela predisposição genética (herança monogênica) émais comum o encontro de recorrência familiar, levando à disponibilidade de grandes famílias com vários indivíduos afetados para o estudo. A situação oposta ocorre quando a característica em estudo é influenciada por fatores genéticos mais complexos, na forma de múltiplos genes influenciando o fenótipo (herança poligênica), ou quando existe a interação de fatores genéticos e ambientais (herança multifatorial) na determinação final das características clínicas da doença. Neste caso a recorrência familiar é menos freqüente, levando à necessidade do estudo de pacientes isolados não relacionados.
Para a primeira situação, ou seja de genes maiores determinando o fenótipo e levando a grande recorrência familiar utilizamos preferencialmente os estudos de ligação. O estudo de ligação, é baseado no conceito de recombinação e no princípio de que quando dois genes estão próximos no mesmo par cromossômico eles não se segregam independentemente. Dessa forma, pode-se usar a porcentagem de recombinantes como um indicador quantitativo da distância linear entre dois genes em um mapa genético23. Portanto, se dois genes estão ligados, significa que estão muito próximos entre si e, conhecendo a posição cromossômica de um desses genes, a posição cromossômica do segundo gene pode ser inferida. Uma das estatísticas mais comumente utilizadas para confirmar ou afastar ligação é o lod score (Z) 24.
Se ao contrário, não observamos grande recorrência familiar da doença e a maior parte dos casos é dita isolada, damos preferência aos estudos de associação, onde utilizamos material proveniente de indivíduos doentes, não aparentados, seguindo um desenho do tipo “caso-controle”. No estudo de associação a freqüência dos alelos nos indivíduos afetados (casos) é comparada com a freqüência nos controles (indivíduos sem a doença)22. A análise de associação é mais útil do que a de ligação para confirmar a suspeita da participação de um determinado alelo na manifestação de uma certa característica ou de um alelo existente em um locus próximo ao responsável pela característica. As associações podem ocorrer porque o próprio gene marcador é o causador da patologia ou porque o alelo do gene marcador está em desequilíbrio de ligação com a mutação do gene relacionado à doença25.
Segundo uma visão alternativa, podemos considerar que a utilização desses dois estudos na identificação de genes é complementar, uma vez que a análise de ligação visa encontrar loci possivelmente responsáveis pela expressão da doença e o estudo de associação indica a presença de um locus de susceptibilidade que aumenta a chance do indivíduo apresentar a doença, mas não garante que ela será expressa25.
Atualmente são utilizados marcadores moleculares microssatélites na maioria dos estudos de ligação em humanos. Tais marcadores são seqüências de DNA repetitivo em tandem de dinucleotídeos26. Estes marcadores são mais informativos nos estudos de ligação, por serem numerosos e altamente polimórficos na população humana, características que auxiliam na análise das famílias genotipadas e conferem o máximo de informação para estudos de ligação26.
Já nos estudos de associação, nos quais se têm como base a comparação da freqüência alélica ou genotípica entre casos e controles o tipo de marcadores mais utilizados atualmente são os polimorfismos de base única ou SNPS22,28. Nesse tipo de estudo, em geral, são formuladas duas hipóteses: H0 para não associação e H1 para associação. Utilizando cálculos estatísticos adequados, como testes de c2, e analisando os resultados de p-value, rejeita-se ou não H0. No caso de rejeição de H0 fica mostrado associação entre gene ou locus estudado e a doença. Neste tipo de estudo, rejeita-se H0 para valores de p < 0,0122.
Os estudos de associação são utilizados na detecção de genes de susceptibilidade à determinada doença, os quais apresentam efeitos discretos ou moderados na sua determinação22, o que torna estes testes estatísticos mais adequados para doenças poligênicas e multifatoriais25.
4. Progressos recentes no mapeamento e identificação de genes implicados nas epilepsias.
Com o uso combinado das diferentes estratégias para a localização e identificação de genes implicados em doenças humanas vários loci para diferentes formas de epilepsia humana já foram localizados e alguns genes identificados. Como esperado, a maior parte das epilepsias mapeadas até o momento mostra uma herança genética Mendeliana clássica (autossômica dominante ou recessiva) ou são doenças degenerativas com alterações bioquímicas conhecidas cujos genes já haviam sido previamente identificados. Nessas doenças as estratégias que tiveram sucesso foram os estudos de ligação genética. As formas de epilepsia mais comuns e que apresentam herança genética mais complexa (poligênica e/ou multifatorial) ainda desafiam os pesquisadores da área e mesmo com os progressos nos estudos de associação resultados concretos e replicáveis ainda não estão disponíveis.
É importante diferenciar entre o mapeamento de um locus para a doença e a clonagem de um gene. O mapeamento do locus com a utilização dos estudos de ligação é o passo inicial para a identificação de um gene que causa doença. Mas somente com a identificação do gene cujas alterações (ou mutações) levam a doença podemos começar a compreender melhor os mecanismos básicos que levam ao aparecimento da epilepsia.
Com os avanços das técnicas de mapeamento, novos genes responsáveis pela transmissão das epilepsias deverão ser mapeados em um futuro bem próximo. O desenvolvimento de novos métodos de análise estatística e de novas técnicas de biologia molecular possibilitarão a localização de genes que predispõem as formas mais comuns de epilepsia e que apresentam uma herança genética complexa. Além disso, interações entre múltiplos genes e fatores ambientais poderão ser melhor investigadas. Isso possibilitará avanços importantes no entendimento dos mecanismos básicos responsáveis pela epileptogênese, o que por sua vez poderá resultar em terapêutica mais específica e eficiente.
As mutações são em última instância as responsáveis pelas doenças genéticas. Hoje em dia já existem disponíveis testes moleculares específicos para uma série de mutações. Esses testes tem desempenhado um papel cada vez mais importante na prática clínica, já que apresentam uma alta sensibilidade e especificidade para o diagnóstico de uma série de doenças neurológicas.
Os testes moleculares podem ser realizados a partir do DNA, RNA e proteína, dependendo do tipo de teste ou mesmo do tipo de mutação envolvido. A característica principal do testes molecular é ser altamente sensível e específico, ou seja sua capacidade de fazer o diagnóstico é muito alta (em várias ocasiões chegando a 100%) e sua porcentagem de resultados falso positivos muito baixa. No entanto, o teste molecular é pontual, ou seja, o teste deve ser orientado por uma suspeita clínica bem firmada. Principalmente devido ao seu alto custo e necessidade de mão de obra altamente especializada, quando se decide por um teste molecular devemos saber o que estamos procurando, qual(ais) o(s) gene(s) possivelmente envolvido(s) ou até que tipo de mutação específica pode estar causando a doença.
Ainda não existe uma recomendação consensual sobre quando e como utilizar testes moleculares para epilepsias na prática clínica. Esse é um assunto que está sendo discutido por especialistas da ILAE e uma recomendação deve ser divulgada em breve. No momento, recomenda-se a utilização de muita cautela na indicação e interpretação de testes moleculares para as epilepsias (este assunto será discutido com mais profundidade nas aulas teóricas e nas discussões de casos durante o curso).
Uma grande dificuldade hoje em dia é se manter atualizado sobre quais os testes disponíveis e mesmo onde estão sendo realizados. Em nosso país, esse tipo de informação não está compilado de maneira sistemática. Havendo interesse do clínico nesse tipo de teste, o ideal é procurar por grupos de pesquisa que têm interesse conhecido na área. Em geral, esses grupos poderão orientar sobre a disponibilidade dos testes moleculares para situações específicas e o local onde poderão ser realizados. Vale lembrar que nenhum teste molecular é atualmente coberto pelo Sistema Único de Saúde no Brasil.
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