Caracterização funcional de variantes no gene APOB em portadores de Hipercolesterolemia Familial
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9136/tde-22052025-104410/ |
Resumo: | A Hipercolesterolemia Familial (HF) é uma doença hereditária autossômica codominante, que predispõe precocemente à aterosclerose, principal fator etiopatogênico subjacente à ocorrência de doenças cardiovasculares. Fenotipicamente caracterizada por elevação do colesterol total (CT ≥ 310 mg/dL) e da lipoproteína de baixa densidade (LDL-C ≥ 190 mg/dL), além de manifestações clínicas como xantomas tendíneo, xantelasmas e arco córneo. O diagnóstico molecular é confirmado pela presença das variantes patogênicas nos genes LDLR, APOB, PCSK9 e LDLRAP1. Apesar de numerosas variantes descritas no gene da Apoliprotéina B, poucas tiveram sua patogenicidade validada experimentalmente, impactando na precisão diagnóstica e terapêutica. Neste estudo, avaliaram-se variantes do gene APOB identificadas pela análise do sequenciamento direcionado ao exon (ETGS), em uma coorte brasileira com fenótipo hipercolesterolêmico (n = 372), por meio de predições in silico de patogenicidade e ensaios funcionais in vitro de captação de LDL em células HepG2 e HUVEC. Foram identificadas 121 variantes no gene APOB. Após curadoria manual e aplicação dos critérios ACMG/AMP, 24 variantes foram priorizadas para estudos funcionais, das quais 13 (54,2%) foram classificadas como patogênicas, 7 (29,2%) como provavelmente patogênicas e 4 (16,7%) com significado incerto (VUS). Estudos funcionais in vitro em células HepG2 e HUVEC demonstraram que variantes patogênicas (p.Thr194Met, p.Pro994Leu, p.Asn1914Ser, p.Ala4515*) localizadas em domínios críticos da Apo B-100 (β-barrel, β-belt) reduziram significativamente a captação da LDL(até 91% em HepG2, p < 0,0001), comprometendo a ligação ao receptor LDLr e a internalização celular. Alterações estruturais nessas variantes impactaram a estabilidade conformacional da proteína, a interação com lipídios e a formação de partículas LDL, resultando em acúmulo plasmático de LDL-C (média de 243 mg/dL vs. controles, p = 0,033) e maior prevalência de eventos cardiovasculares (IAM, DAC e revascularização miocárdica em 35% dos portadores). Este estudo oferece contribuições significativas para o diagnóstico genético da HF-2, possibilitando uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes e auxiliando na identificação precoce de indivíduos em risco elevado. |
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Caracterização funcional de variantes no gene APOB em portadores de Hipercolesterolemia FamilialFunctional characterization of variants in the APOB gene in individuals with Familial HypercholesterolemiaAPOBAPOBCaptação de LDLDiagnóstico molecularEstudo funcionalFamilial hypercholesterolemiaFunctional studyHipercolesterolemia familialLDL uptakeMolecular diagnosisA Hipercolesterolemia Familial (HF) é uma doença hereditária autossômica codominante, que predispõe precocemente à aterosclerose, principal fator etiopatogênico subjacente à ocorrência de doenças cardiovasculares. Fenotipicamente caracterizada por elevação do colesterol total (CT ≥ 310 mg/dL) e da lipoproteína de baixa densidade (LDL-C ≥ 190 mg/dL), além de manifestações clínicas como xantomas tendíneo, xantelasmas e arco córneo. O diagnóstico molecular é confirmado pela presença das variantes patogênicas nos genes LDLR, APOB, PCSK9 e LDLRAP1. Apesar de numerosas variantes descritas no gene da Apoliprotéina B, poucas tiveram sua patogenicidade validada experimentalmente, impactando na precisão diagnóstica e terapêutica. Neste estudo, avaliaram-se variantes do gene APOB identificadas pela análise do sequenciamento direcionado ao exon (ETGS), em uma coorte brasileira com fenótipo hipercolesterolêmico (n = 372), por meio de predições in silico de patogenicidade e ensaios funcionais in vitro de captação de LDL em células HepG2 e HUVEC. Foram identificadas 121 variantes no gene APOB. Após curadoria manual e aplicação dos critérios ACMG/AMP, 24 variantes foram priorizadas para estudos funcionais, das quais 13 (54,2%) foram classificadas como patogênicas, 7 (29,2%) como provavelmente patogênicas e 4 (16,7%) com significado incerto (VUS). Estudos funcionais in vitro em células HepG2 e HUVEC demonstraram que variantes patogênicas (p.Thr194Met, p.Pro994Leu, p.Asn1914Ser, p.Ala4515*) localizadas em domínios críticos da Apo B-100 (β-barrel, β-belt) reduziram significativamente a captação da LDL(até 91% em HepG2, p < 0,0001), comprometendo a ligação ao receptor LDLr e a internalização celular. Alterações estruturais nessas variantes impactaram a estabilidade conformacional da proteína, a interação com lipídios e a formação de partículas LDL, resultando em acúmulo plasmático de LDL-C (média de 243 mg/dL vs. controles, p = 0,033) e maior prevalência de eventos cardiovasculares (IAM, DAC e revascularização miocárdica em 35% dos portadores). Este estudo oferece contribuições significativas para o diagnóstico genético da HF-2, possibilitando uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes e auxiliando na identificação precoce de indivíduos em risco elevado.Familial Hypercholesterolemia (FH) is an autosomal codominant hereditary disorder that predisposes to early-onset atherosclerosis, the primary etiopathogenic factor underlying cardiovascular diseases such as acute coronary syndrome and stroke. Phenotypically characterized by elevated plasma total cholesterol (TC ≥ 310 mg/dL) and low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C ≥ 190 mg/dL), alongside clinical manifestations including tendon xanthomas, xanthelasmas, and corneal arcus. Molecular diagnosis of FH is confirmed by identifying pathogenic variants in the LDLR, APOB, PCSK9, and LDLRAP1 genes. Although numerous variants are described in the Apolipoprotein B gene, few have been experimentally validated, impacting diagnostic and therapeutic accuracy. In this study, we evaluated APOB gene variants identified by exon targeted gene sequencing (ETGS) in a Brazilian cohort with hypercholesterolemic phenotypes (n = 372), combining in silico pathogenicity predictions and in vitro functional assays of LDL uptake in HepG2 and HUVEC cells. A total of 121 variants in the APOB gene were identified. Following manual curation and application of ACMG/AMP criteria, 24 variants were prioritized for functional studies, of which 13 (54.2%) were classified as pathogenic, 7 (29.2%) as likely pathogenic, and 4 (16.7%) as variants of uncertain significance (VUS). In vitro functional studies demonstrated that pathogenic variants (p.Thr194Met, p.Pro994Leu, p.Asn1914Ser, p.Ala4515*) located in critical domains of Apo B-100 (β-barrel, β-belt) significantly reduced LDL uptake (up to 91% in HepG2, p < 0.0001), impairing LDLr binding and cellular internalization. Structural alterations in these variants disrupted protein conformational stability, lipid interactions, and LDL particle formation, leading to plasma LDL-C accumulation (mean 243 mg/dL vs. controls, p = 0.033) and higher prevalence of cardiovascular events (myocardial infarction, coronary artery disease, and revascularization in 35% of carriers). This study provides critical insights into the genetic diagnosis of FH-2, enhancing the understanding of molecular mechanisms and enabling early identification of high-risk individuals.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHirata, Mario HiroyukiMalaquias, Vanessa Barbosa2025-03-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/9/9136/tde-22052025-104410/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-01T09:03:02Zoai:teses.usp.br:tde-22052025-104410Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-01T09:03:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A Hipercolesterolemia Familial (HF) é uma doença hereditária autossômica codominante, que predispõe precocemente à aterosclerose, principal fator etiopatogênico subjacente à ocorrência de doenças cardiovasculares. Fenotipicamente caracterizada por elevação do colesterol total (CT ≥ 310 mg/dL) e da lipoproteína de baixa densidade (LDL-C ≥ 190 mg/dL), além de manifestações clínicas como xantomas tendíneo, xantelasmas e arco córneo. O diagnóstico molecular é confirmado pela presença das variantes patogênicas nos genes LDLR, APOB, PCSK9 e LDLRAP1. Apesar de numerosas variantes descritas no gene da Apoliprotéina B, poucas tiveram sua patogenicidade validada experimentalmente, impactando na precisão diagnóstica e terapêutica. Neste estudo, avaliaram-se variantes do gene APOB identificadas pela análise do sequenciamento direcionado ao exon (ETGS), em uma coorte brasileira com fenótipo hipercolesterolêmico (n = 372), por meio de predições in silico de patogenicidade e ensaios funcionais in vitro de captação de LDL em células HepG2 e HUVEC. Foram identificadas 121 variantes no gene APOB. Após curadoria manual e aplicação dos critérios ACMG/AMP, 24 variantes foram priorizadas para estudos funcionais, das quais 13 (54,2%) foram classificadas como patogênicas, 7 (29,2%) como provavelmente patogênicas e 4 (16,7%) com significado incerto (VUS). Estudos funcionais in vitro em células HepG2 e HUVEC demonstraram que variantes patogênicas (p.Thr194Met, p.Pro994Leu, p.Asn1914Ser, p.Ala4515*) localizadas em domínios críticos da Apo B-100 (β-barrel, β-belt) reduziram significativamente a captação da LDL(até 91% em HepG2, p < 0,0001), comprometendo a ligação ao receptor LDLr e a internalização celular. Alterações estruturais nessas variantes impactaram a estabilidade conformacional da proteína, a interação com lipídios e a formação de partículas LDL, resultando em acúmulo plasmático de LDL-C (média de 243 mg/dL vs. controles, p = 0,033) e maior prevalência de eventos cardiovasculares (IAM, DAC e revascularização miocárdica em 35% dos portadores). Este estudo oferece contribuições significativas para o diagnóstico genético da HF-2, possibilitando uma melhor compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes e auxiliando na identificação precoce de indivíduos em risco elevado. |
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