Investigação dos mecanismos patofisiológicos da síndrome de Treacher Collins

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Hsia, Gabriella Shih Ping
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Células de borda de placa neural; hiPSCs; In vitro modeling; Mitochondria; Mitocôndria; Modelagem in vitro; Neural plate border-like cells; Síndrome de Treacher Collins; Treacher Collins syndrome
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-14022025-160205/

Cerca de um terço de todos os defeitos congênitos envolvem malformações craniofaciais, representando um ônus para o sistema de saúde e enfatizando a importância de investigar os mecanismos causativos de síndromes craniofaciais. A síndrome de Treacher Collins (TCS) é uma disostose mandibulofacial que afeta um a cada 50.000 nascidos vivos. Ela é caracterizada por malformações craniofaciais como hipoplasia da mandíbula, dos arcos zigomáticos, fenda palatina e malformações no ouvido interno e médio. Essas estruturas são derivadas de células de crista neural (NCCs) que ocupam o primeiro e segundo arcos faríngeos. Grande variabilidade clínica inter- e intrafamiliar é observada em TCS, mas as causas ainda são desconhecidas. A maioria dos casos (~80-93%) é causada por haploinsuficiência de TCOF1 e uma menor porcentagem (~9%) por variantes patogênicas em POLR1B/C/D. TCOF1 codifica Treacle que, dentre diversas funções, atua na biogênese ribossomal e na resposta a dano de rDNA no nucléolo. POLR1B/C/D codificam subunidades das RNA Polimerases I e III, atuando na biogênese ribossomal também. Estudos em modelos animais para TCS demonstraram que a haploinsuficiência destes genes compromete funções celulares que, aliado ao aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), levam à apoptose de células do neuroepitélio, as progenitoras das NCCs, comprometendo assim a formação de ossos e cartilagem craniofaciais. As mitocôndrias são uma das principais produtoras de ROS e mediam diversas funções celulares como a apoptose. Processos estes já vinculados à TCS, mas o papel mitocondrial na patogenicidade de TCS permanece inexplorado. Há também uma escassez de modelos in vitro para TCS com células de pacientes que permitem uma maior reprodutibilidade do tecido afetado e de mecanismos específicos da espécie. De forma a responder estas perguntas, nós desenvolvemos um estudo para investigar os mecanismos patofisiológicos da TCS utilizando células derivadas de pacientes. Nós estabelecemos e caracterizamos células pluripotentes induzidas (hiPSCs) de pacientes e geramos linhagens CRISPR TCOF1-knockout. Essas hiPSCs foram diferenciadas em células de borda de placa neural (NPB-like cells) e para osteoblastos. Adicionalmente, identificamos alterações no metabolismo mitocondrial, no DNAmit em células TCS, e que TCOF1 colocaliza com mitocôndrias em células em divisão e após exposição a um indutor de dano de DNA, sugerindo uma possível nova função de TCOF1 na dinâmica mitocondrial e/ou no reparo de DNAmit. Também providenciamos novas perspectivas acerca do fenótipo tecido-específico associado a TCS, uma vez que observamos alterações em vias de especificação de NC em células TCS NPB-like, e exploramos como esses mecanismos podem estar associados à osteogênese prematura também observada nessas células. Esses resultados suportam a hipótese de que a variabilidade clínica em TCS é decorrente da haploinsuficiência de TCOF1 ou POLR1B/C/D aliada a alterações mitocondriais e aumento na produção de ROS. Também providenciamos evidências da aplicabilidade de células derivadas de pacientes para estudar síndromes craniofaciais, e damos subsídios para futuros estudos que tenham por objetivo compreender as causas da variabilidade clínica em TCS.