Doença de Hirschsprung

Monitoras: Niara Oliveira e Ângela Piccoli ZieglerDisciplina de Genética Humana

FFFCMPA - 2002

Histórico1888: Harald Hirschsprung descreveu 2

garotos com constipação crônica , disten-são abdominal e megacolon

1940: ausência de células ganglionares intramurais dos plexos mioentéricos e submucosos

1948: Swenson e Bell desenvolveram procedimento cirúrgico – transmissão familiar

1973: Bolande propôs o termo neurocristo-patia

Definição

Malformação congênita do intestino

caracterizada pela ausência de células

gangliônicas intrínsecas parassimpáticas

nos plexos submucoso e mioentérico

Epidemiologia

incidência: 1:5000 nascidos vivos raça homens 4:1mulher (forma clássica)        4% prematuros aganglionose colônica total: feminino igual

a masculino;

Epidemiologia Ocorre como uma característica isolada em

70% dos casos Associação com anormalidade cromossô-

mica em 12% dos casos

Associação com anormalidades congênitas adicionais em 18% dos casos (algumas síndromes monogênicas )

Patologia

Parada prematura da migração craniocaudal

das células vagais da crista neurais no

intestino grosso entre a 5ª a 12ª semana de

gestação para formar o sistema nervoso

entérico (neurocristopatia)

Patologia 5a semana: precursores de neuroblastos no

intestino primitivo anterior   8a semana: colon transverso 12a semana: reto após a migração caudal dos neuroblastos, ocorrem

a distribuição e a migração dos mesmos para camadas mais superficiais e mais profundas da parede intestinal, seguidas de maturação dos neuroblastos para célula ganglionares

Patologia fatores imunológicos: destruição de células

ganglionares (?) ausência de células ganglionares nos feixes

intermuscular (Auerbach) e submucosas (Meissner) do intestino

zona aganglionar é aperistálica, espástica, contrai-se em bloco

Patologia segmentos proximais ganglionares se dilatam hipertrofia muscular e parede espessada vasos da parede se dilatam esfíncter interno do reto também tem sua

inervação alterada entre as zonas espástica e dilatada, há uma

zona de transição hipoganglionar (graus variáveis de hipertrofia de fibras nervosas; zona doente)

Classificação Forma curta: segmento agangliônico não se

estende além do sigmóide (80%) Forma longa: segmento agangliônico se

estende proximalmente ao sigmóide (20%) Limite inferior: esfíncter anal externo

Variantes:

1) Aganglionose colônica total (3-8%)

2) Aganglionose intestinal total

3) Forma ultra-curta (reto distal)

4) Aganglionose setorial (?): porção agangliônica está acima de um segmento distal normal.

Características Clínicas Obstrução intestinal com as seguintes

características:1) Falência na passagem do mecônio em 48h2) Distensão abdominal que alivia com

estimulação retal ou enema3) Vômitos4) Enterocolite neonatal 5) Desnutrição crônica

Características Clínicas A intensidade da sintomatologia depende

mais da maior quantidade de fibras

colinérgicas no reto (maior espasticidade),

do que da extensão da zona aganglionar

Diagnóstico 50% das crianças tem o diagnóstico feito no

período neonatal Radiografia simples de abdome Enema opaco Manometria anorretal Biópsia da parede retal Exames histológicos: coloração HE;

pesquisa da atividade da acetilcolinesterase

Alguns pacientes são

diagnosticados mais tardiamente

na infância ou até na idade adulta

com constipação severa, distensão

abdominal crônica, vômitos

Raramente se apresenta por

perfuração inexplicada do ceco ou

do apêndice

Radiologia

Distensão do intestino delgado e

colon proximal com reto vazio   

Algumas vezes é possível

identificar zona retal espástica

Não dá diagnóstico de certeza

Enema Opaco

Bário (não tem efeito laxativo)

Presença de zona espástica ao nível do reto

e dilatação dos segmentos intestinais acima

Extensão do segmento agangliônico

Mais significativo quanto maior a idade e a

espasticidade da zona acometida

Enema Opaco

Não é sensível nem específico no período

neonatal

Sem preparo prévio

Obter um radiografia de retardo de 24 horas

MANOMETRIA ANORRETAL não é útil: RN com IG 39 semanas; 12

dias de vida útil como método de exclusão um crianças

com constipação intestinal método de triagem nos casos de megarreto,

criança com colostomia prévia e nos casos de diagnóstico duvidoso.

EXAMES HISTOLÓGICOS

coloração pela hematoxilina – eosina

(ausência de células ganglionares e

existência de troncos hipertrofiados)

pesquisa da atividade de acetilcolinesterase

(aumentada no HSCR)

Biopsia da Parede Retal ausência de células ganglionares nos plexos hipertrofia das camadas musculares; fibras nervosas pré-ganglionares

hipertrofiadas (provenientes da cadeia parassimpática paravertebral

Diagnóstico diferencial Íleo meconial ( fibrose cística) Malformação intestinal: atresia intestinal

baixa ou colônica, mal rotação ou duplicação intestinal, etc

Anormalidade do SNE: síndromes de pseudo – obstrução intestinal crônica

Obstrução intestinal funcional resultante de infecção materna, intoxicação materna, hipotireoidismo congênito

Etiologia Clinicamente a doença de HSCR pode ser

dividida em: Doença de HSCR Sindrômica

Doença de HSCR Isolada

Doença de HSCR Sindrômica

Síndrome de Lesch-NyhanDisplasia Mesomélica

MiscelâneaHSCR com anormalidades de membros

Síndrome de KaplanGoldberg-Shprintzen

Síndrome de Clayton-SmithHSCR mandatória

Distrofia muscular congênita de Fukuyama

Síndrome de Riley-Day

HSCR raramente associadaSíndrome da Hipoventilação Central Congênita

Síndrome de Smith-lemli-OptizMEN 2

Síndrome de McKusick-KauffmanSíndrome Waadenburg

HSCR ocasionalNeurocristopatias

Alterações Cromossômicas

Síndrome de DownA trissomia livre do 21 é a alteração

citogenética mais comumente associada à Doença de HSCR (2 a 10% dos casos de

HSCR). Nesses casos, a prevalência de S-HSCR e do sexo masculino é ainda maior

que nos casos não-sindrômicos.

Alterações Cromossômicas

Síndrome de DownA superexpressão dos genes do

cromossomo 21 como predisposição ao desenvolvimento da doença de HSCR é

uma das hipóteses.

(gene suscetível mapeado na região 21q22)

Alterações CromossômicasMicrodeleções

Algumas deleções intersticiais associadas a HSCR têm sido importantes para a

identificação de genes predisponentes: Deleção intersticial 10q11.2 em pacientes

com L-HSCR e aganglionose total (que levou à identificação e mapeamento do primeiro gene para doença de HSCR);

Alterações Cromossômicas

Deleção intersticial 13q22.1-32.1 em pacientes com S-HSCR (que levou ao

mapeamento de um segundo gene EDNRB);

Síndrome da deleção intersticial 2q22-23 em pacientes com HSCR (que levou à

identificação do gene SIP1)

Alterações Cromossômicas

Outras anormalidades cromossômicas raras já foram descritas em associação com HSCR:

Síndrome de DiGeorge, mosaico para trissomia do 8, Síndrome XXY; duplicação parcial do cromossomo 2q, tetrassomia 9p e

deleção 20p.

Alterações CromossômicasN0. Casos Gene Características ClínicasCromossomo

4?Síndrome dos Olhos de GatoTri 22pter-q11

4?MCA/RMDel 17q21

3SIP1Microcefalia, RM, epilepsia, dismorfias faciais e HSCR

Del 2q22

7EDNRB

RM, retardo crescimento, dismorfias e S-HSCR

Del 13q22

2RETRM e L-HSCRDel 10q11

2 a 10% casos HSCR

?Síndrome de Down e

S-HSCR

Tri 21

Doença de HSCR Sindrômica

Na doença de HSCR Sindrômica o padrão de herança obedece ao padrão de herança

característico de cada síndrome.

Doença de HSCR Isolada

A doença de HSCR isolada é considerada

uma Doença de Herança Complexa

Pode se apresentar com padrão de herança mendeliana monogênica ou com padrão de

herança multifatorial.

Hirschsprung disease as genetic model of a complex inheritance

Genetic Heterogeneity Synergistic

Mutations in anyone of several genes are sufficient for phenotypeexpression of HSCR

The cumulative effect of mutations in multiple genescontributes to the phenotypein one individual

The interaction of both mechanisms determines all disease phenotypes in a HSCR population

Doença de HSCR Isolada Uma mutação em apenas um dos genes

predisponentes pode causar o fenótipo da doença de HSCR – Herança Monogênica

Mutações em diversos genes podem determinar em conjunto o fenótipo de HSCR – Herança Multifatorial

Doença de HSCR Isolada

Independentemente, o principal gene envolvido no desenvolvimento da Doença

de HSCR é o RET.

Alterações Moleculares

RET (“rearranged during transfection”)

Estima-se que mutações no RET sejam responsáveis por mais de 50% dos casos de

HSCR isolada.

Alterações MolecularesOutros genes envolvidos no

desenvolvimento da doença de HSCR incluem:

GDNF (5p13) EDNRB (13q22) NTN (19p13) SOX10 (22q13)

Características do gene RET Definição: É um proto-oncogene que

codifica uma glicoproteína transmembrana relacionada à família dos receptores tirosina-kinase.

Localização: 10q11.2 Tamanho: 60 Kb/21 éxons (O íntron 1

corresponde a 24Kb, ficando o restante do gene (éxons 2 a 20) dispostos em apenas 31kb).

Características do gene RET Proteína: Codifica uma proteína

transmembrana tirosina-kinase, similar às demais proteínas da família de receptores tirosina-kinase, exceto pela presença de um domínio caderina-like (responsável pela adesão célula-célula) e uma região rica em cisteína na porção extracelular.

Características do gene RET Isoformas: Devido ao mecanismo de

splicing alternativo do RNAm, a proteína RET é expressa em duas principais isoformas, RET 43 e RET 51. A RET 51 é a maior das isoformas, com 1114 aminoácidos. É co-expressa com a RET 9 na maioria dos tecidos.

Mecanismo de Ativação do RET‘Ménage à trois’

O RET se associa ao GFR-1 (“GDNF family

receptors”) e forma receptores para a família de ligantes GDNF (“glial-cell-line-derived neurotrophic

factor”). O GDNF faz parte da família dos GFLs (“glial-cell-line-derived neurotrophic factor ligands”),

que também inclui NRTN (“neurturin”), ARTN

(“artemin”) e PSPN (“persephin”).

RET-Receptor complex

Extracellular

IntracellularTK2

TK1

CD

CYS

TK2

TK1

CD

CYS

RET

GFR2GFR1

GDNF NTN

Cell membrane

Gentilmente cedido por Alexandre Serra

Mecanismo de Ativação do RET

A molécula dimérica de GDNF se liga a dois monômeros de GFR-1 e esse complexo se

liga ao RET, promovendo sua homodimerização e ativação.

Mecanismo de Ativação do RETO RET não é capaz de se ligar ao GDNF na ausência do GFR-1. No entanto, a afinidade

desses dois compostos entre si não é modificada pela presença ou não do RET.

Por isso, mutações que afetam apenas o GDNF também podem causar HSCR (causa

rara, menos de 5% dos casos).

Mecanismo de Ativação do RET

A ativação do RET promove a autofosforilação dos resíduos de tirosina-kinase na cauda citoplasmática, criando

locais de sinalização para múltiplos segundos-mensageiros (PI3K, JNK, PLC,

Ras-MAP kinase).

Papel do RET no desenvolvimento do SNP

O RET é expresso em uma população de células da crista neural que migram do

neuroepitélio cerebral e colonizam todo o tubo digestivo, formam o gânglio simpático cervical superior e dão origem às células C

da tireóide.

Papel do RET no desenvolvimento do SNP

Células RET + são detectadas durante a sua migração no mesênquima intestinal e subseqüentemente são observadas nos plexos nervosos (Plexos de Auerbach e

Meissner) que formam o SNE.

Papel do RET no desenvolvimento do SNP

As células que migram da crista neural para o tubo digestivo co-expressam RET e GFR-1

e dependem da interação com o GDNF durante a migração ou no local de

gangliogênese para que sejam funcionais.

Papel do RET no desenvolvimento do SNP

O GDNF é expresso em todo mesênquima embrionário gastrintestinal – é um potente

quimiotrófico, mitogênico e fator trófico de diferenciação para precursores entéricos

derivados da crista neural. O GDNF promove a proliferação e a sobrevivência

dos progenitores do SNE cultivados in vitro.

O RET também é expresso em tumores derivados de células da crista neural, como neuroblastomas, carcinomas medulares de

tireóide e feocromocitomas – o que sugere a participação do gene no controle da

proliferação, diferenciação, migração e funcionalidade das células da provenientes

da crista neural!

RET e HSCR Fisiopatologia

Mutações no RET são responsáveis por mais de 50% dos casos familiares de HSCR

isolada.As mutações distribuem-se por toda a

extensão da seqüência codificadora – não há um hot spot bem estabelecido (umas das

poucas coisas que se sabe com certeza!) .

Mutações do RETOs tipos de mutações que podem ocorrer

incluem: Deleções e inserções Mutações frameshift Mutações missense e nonsense Alterações de splicing

Mutações do RETAs conseqüências funcionais das mutações

estão relacionadas à sua posição na seqüência codificadora e são classificadas

em 4 grupos: Mutações Classe I: localizadas no domínio

extracitoplasmático, alteram a maturação do RET e inviabilizam o envio do sinal através da membrana plasmática

Mutações do RET

Mutações Classe II: causam substituição de um dos 4 resíduos extracitoplasmáticos de cisteína por um aa diferente, provendo uma alteração constitutiva na proteína, que diminui sua presença na superfície celular

Mutações do RET Mutações Classe III: afetam o domínio

tirosina-kinase, diminuindo sua função catalítica (diminuem sinalização)

Mutações Classe IV: não diminuem sua atividade tirosina-kinase, mas interferem especificamente na transmissão do sinal para os segundos-mensageiros

1. Impairment of

RET transport to

the cell membrane

TM

NH2

TK2TK1

COOH

CD CYS

5' Exon Skipping 3' alternative Splicing

extracellular intracellular

2. Impairment of

RET transport to

the cell membrane

and covalent

dimerization

3. Complete or

partial loss of

RET kinase activity

4. Disruption of

the binding of

transduction

proteins on

Tyr 1062

Gentilmente cedido por Alexandre Serra

FisiopatologiaAs mutações do RET identificadas em

pacientes com HSCR são todas em heterozigose, indicando que uma única

cópia do gene normal é insuficiente para o desenvolvimento adequado do SNE. Isso

pode ser explicado em termos de HAPLOINSUFICIÊNCIA.

Correlação Fenótipo x Genótipo

Cada uma dessas mutações tem efeito específico, dependendo do tecido onde o RET está sendo expresso. Podem resultar

tanto em proliferação celular descontrolada (ganho de função) quanto em indução de

apoptose (perda de função).

RET proto-oncogene

Activation

Inactivation

Neurocristopathy

- Multiple Endocrine Neoplasia type 2- Sporadic MTC

- Hirschsprung disease- Ondine‘s curse ?

Pluripotentialprecursor cellsof the neuralcrest

Embryo-genesis

Gentilmente cedido por Alexandre Serra

Correlação Fenótipo x Genótipo

É muito pobre a correlação fenótipo X genótipo na doença de HSCR! Mutações

isoladas no gene RET são responsáveis pelo fenótipo, no entanto, mutações isoladas em outros genes predisponentes também podem determinar o desenvolvimento da doença.

Tratamento Depende da extensão de cólon comprometida: Colectomias parciais com anastomose

primária Colectomia total com construção de bolsa

ileal (J-Pouch) Derivação do trânsito intestinal (Duhamel)

Aconselhamento GenéticoNos casos de Doença de HSCR monogênica

(mutação no RET), o padrão de herança é autossômico dominante com penetrância

incompleta, expressividade variável e sexo-dependente.

Mutações em outros genes também podem seguir padrão de herança mendeliana.

Aconselhamento Genético

Nos casos isolados de HSCR, um adequado risco relativo para a prole do probando pode

ser calculado levando em consideração o sexo e tamanho do segmento acometido no probando e o sexo da prole (Paradoxo de

Carter).

Aconselhamento Genético

5% / 3%33% / 9%Probando feminino

5% / 1%17% / 13%Probando masculino

Risco de Recorrência (irmãos homem:mulher)

17:452:40 Penetrância (%) (homem:mulher)

MultifatorialDominanteModelo de Herança

5,51,75Razão por sexo (H:M)

8119% de probandos

S-HSCRL-HSCR

Aconselhamento Genético

O risco de recorrência global da doença de HSCR na irmandade de um indivíduo

afetado é de 4%.

Lembrar: Pobre correlação fenótipo X

genótipo!!

Aconselhamento Genético

Não está indicado screening de mutações para doença de HSCR, exceto a testagem para mutações no éxon 10 e 11 do gene RET,

que são locais de mutações predisponentes ao desenvolvimento da Síndrome MEN2A.

“The dream is over!”

Agradecimentos especiais à Prof. Carla Graziadio e à Prof. Beth