Familial amyloid polyneuropathy: TTR sequencing and "in silico" analysis

Abstract

Familial amyloid polyneuropathy (FAP) or paramiloidosis is an autosomal dominant neurodegenerative disease with onset on adult age that is characterized by mutated protein deposition in the form of amyloid substance. FAP is due to a point alteration in the transthyretin (TTR) gene and until now more than 100 amyloidogenic mutations have been described in TTR gene. FAP shows a wide variation in age-at-onset (AO) (19-82 years, in Portuguese cases) and the V30M mutation often runs through several generation of asymptomatic carriers, before expressing in a proband, but the protective effect disappear in a single generation, with offspring of late-onset cases having early onset. V30M mutation does not explain alone the symptoms and AO variability of the disease observed in the same family. Our aim in this study was to identify genetic factors associated with AO variability and reduced penetrance which can have important clinical implications. To accomplish this we genotyped 230 individuals, using a directautomated sequencing approach in order to identify possible genetic modifiers within the TTR locus. After genotyping, we assessed a putative association of the SNPs found with AO and an intensive in silico analysis was performed in order to understand a possible regulation of gene expression. Although we did not find any significant association between SNPs and AO, we found very interesting and unreported results in the in silico analysis since we observed some alterations in the mechanism of splicing, transcription factors binding and miRNAs binding. All of these mechanisms when altered can lead to dysregulation of gene expression, which can have an impact in AO and phenotypic variability. These putative mechanisms of regulation of gene expression within the TTR gene could be used in the future as potential therapeutical targets, and could improve genetic counselling and follow-up of mutation carriers.

A Polineuropatia amiloidótica familiar (FAP) ou paramiloidose é uma doença neurodegenerativa autossómica dominante com início na vida adulta sendo caracterizada pela deposição da proteína mutada na forma de substância amilóide. A FAP é devida a uma mutação pontual no gene transtirretina (TTR) e até agora mais de 100 mutações amiloidogénicas foram descritas neste gene. A FAP apresenta uma grande variação na idade de início (AO) (19-82 anos, nos casos portugueses) e a mutação V30M pode segregar através de várias gerações de portadores assintomáticos, antes de se expressar num probando. No entanto, este efeito protetor pode desaparecer numa única geração, com os filhos de casos tardios a apresentarem um início precoce. A mutação V30M não explica por si só os sintomas e a variabilidade da AO observada dentro de uma mesma família. O nosso objetivo neste trabalho foi identificar fatores genéticos associados com a variabilidade da AO e a penetrância reduzida. De modo a cumprir este objetivo genotipámos 230 doentes, por sequenciação automática, para identificar possíveis modificadores genéticos dentro do locus da TTR. Após a genotipagem, investigamos uma possível associação dos SNPs encontrados com a AO e realizamos uma intensiva análise in silico de modo a perceber uma possível regulação da expressão génica. Apesar de não termos encontrado nenhuma associação entre os SNPs e a AO, encontrámos resultados não descritos e muito interessantes na análise in silico dado termos observado algumas alterações a nível do mecanismo de splicing, ligação de fatores de transcrição e ligação de miRNAs. Todos estes mecanismos quando alterados podem levar à desregulação da expressão do gene, o que pode ter um impacto na AO e variabilidade fenotípica. Estes mecanismos hipotéticos da regulação da expressão génica no gene da TTR podem ser úteis para no futuro serem aplicados como potenciais alvos terapêuticos, beneficiando o aconselhamento genético e o follow-up dos portadores da mutação.