Bases moleculares de hemoglobinopatías en Argentina / Molecular basis of hemoglobinopathies in Argentina / Bases moleculares de hemoglobinopatias na Argentina

Durante el desarrollo de un individuo se expresan distintas cadenas de globina de tipo a y no-a, que se combinan en tetrámeros para formar hemoglobina. Los genes que las codifican se organizan en familias. Distintas mutaciones afectan los genes que codifican las cadenas de globina: si provocan alteraciones cualitativas originan cuadros de hemoglobinopatías estructurales, si disminuyen las síntesis de las cadenas de globina, talasemias, y si tienen ambos efectos, hemoglobinopatías talasémicas. El propósito de este trabajo es presentar las bases moleculares de las hemoglobinopatías en Argentina, en un total de 862 muestras, en base a los estudios moleculares realizados en este laboratorio a partir del estudio de 910 muestras de pacientes. En nuestro medio, la Hb S es la hemoglobinopatía estructural más frecuente, las ß-talasemias presentan una distribución similar a la cuenca del Mediterráneo y las a-talasemias están intrínsecamente relacionadas a la ascendencia de los afectados. Las bases moleculares de las hemoglobinopatías son variadas. Mientras que en las hemoglobinopatías estructurales y ß-talasemias predominan las mutaciones puntuales, en las a-talasemias predominan las deleciones. Se describen mutaciones nóveles (cambios puntuales, deleciones y duplicaciones) que se presentan como eventos aislados con herencia recesiva o dominante. Es necesaria la interacción entre el médico hematólogo, el laboratorio bioquímico, el laboratorio molecular y el médico genetista, para llegar al diagnóstico certero de estos cuadros que permitirán reducir la incidencia de las formas severas.

Functional hemoglobin is a tetramer composed of 2 a and 2 non-a chains, encoded by genes that are organized in clusters and are expressed sequentially through development. There are multiple mutations described that affect these genes: if the sequence variant leads to a qualitative alteration, the resulting effect is a structural hemoglobinopathy, if it decreases the synthesis of the globin chains, thalassemia, and if it affects both the quality and quantity of the globin chain, the consequence is a thalassemic hemoglobinopathy. The aim of this paper is to present the molecular bases of hemoglobinopathies in Argentina, determined in 862 patients, based on the results of the molecular studies carried out in our laboratory from the analysis of 910 samples. Hb S is the most frequent structural hemoglobinopathy, ß-thalassemia mutations exhibit a pattern similar to the one displayed by Mediterranean basin populations, and a-thalassemia mutations are intrinsically related to the ancestry of those affected. These syndromes exhibit diverse molecular bases: structural hemoglobinopathies and ß-thalassemia are a consequence, mostly of point mutations, whereas in a-thalassemia deletions prevail. Novel mutations (point changes, deletions and duplications) that occurred as isolated events, with recessive or dominant inheritance, were described. Interaction between the hematologist, the geneticist and both the clinical and molecular biology laboratories is necessary to reach an accurate diagnosis of these syndromes and reduce the incidence of severe forms.

Durante o desenvolvimento de um indivíduo expressam-se diversas cadeias de globina de tipo a e não-a, que se combinam em tetrámeros para formar hemoglobina. Os genes que as codificam são organizados em famílias. Diferentes mutações afetam os genes que codificam as cadeias de globina: se provocarem alterações qualitativas originam quadros de hemoglobinopatias estruturais, se diminuírem as sínteses das cadeias de globina, talassemias, e se tiverem ambos os efeitos, hemoglobinopatias talassêmicas. O propósito deste trabalho é apresentar as bases moleculares das hemoglobinopatias na Argentina, num total de 862 amostras, com base nos estudos moleculares realizados neste laboratório a partir do estudo de 910 amostras de pacientes. No nosso meio, a Hb S é a hemoglobinopatia estrutural mais frequente, as ß-talassemias apresentam uma distribuição similar à bacia do Mediterrâneo e as a-talassemias estão intrinsecamente relacionadas com a ascendência dos afetados. As bases moleculares das hemoglobinopatias são variadas. Enquanto nas hemoglobinopatias estruturais e ß-talassemias predominam as mutações pontuais, nas a-talassemias predominam as deleções. Descrevem-se mutações incipientes (mudanças pontuais, deleções e duplicações) que se apresentam como eventos isolados com herança recessiva ou dominante. É necessária a interação entre o médico hematólogo, o laboratório bioquímico, o laboratório molecular e o médico geneticista, para chegar ao diagnóstico certo desses quadros que permitirão reduzir a incidência das formas severas.

Avaliação de variantes do gene TMPRSS6 e sua relação com o status de ferro em condições de eritropoese normal e aumentada / Evaluation of TMPRSS6 genetic variants and its relationship with iron status of women with normal and increased erythropoiesis

Introdução: A deficiência de ferro é frequente entre mulheres na idade reprodutiva e é considerada problema de saúde pública mundial. Por outro lado, patologias associadas com aumentada atividade eritropoética e sobrecarga de ferro, como as talassemias e a anemia falciforme, estão entre as doenças monogênicas mais frequentes em muitas populações. Os genes HFE e TMPRSS6 codificam as proteínas hemocromatose hereditária (HFE) e matriptase-2 (MT2) que, no fígado, modulam a produção de hepcidina, o hormônio regulador central do metabolismo de ferro. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre o consumo alimentar de ferro, as variantes rs855791 (MT2736V), rs4820268 (MT2521V), rs1799945 (HFE63D) e rs1800562 (HFE282Y) e o status corporal do mineral entre mulheres com atividade eritropoética normal (aparentemente saudáveis) ou levemente aumentada (com ß-talassemia menor). Casuística e métodos: Inicialmente, foram incluídas 127 estudantes universitárias na idade reprodutiva (18 a 42 anos) e em aparente balanço estacionário do ferro corporal (necessidades fisiológicas e consumo alimentar de ferro pouco variáveis há pelo menos 12 meses). Em um segundo estudo, foram incluídos 33 casos de ß-talassemia menor (18 na pós-menopausa), registrados em serviços de hematologia de dois hospitais de São Paulo-SP e um de Sorocaba-SP. Essas foram pareadas com 66 controles, segundo idade, índice de massa corporal, status reprodutivo e uso de anticoncepcionais hormonais. A partir de inquéritos feitos com registros alimentares ou recordatórios de 24 horas foi estimado o consumo de ferro total e biodisponível. Amostras de sangue foram utilizadas para a extração de DNA e determinações de ferritina sérica, saturação da transferrina e hemoglobina. As genotipagens do TMPRSS6 e do HFE foram realizadas por PCR em tempo real. Resultados: Considerando as 226 mulheres avaliadas, as frequências dos alelos MT2736V, MT2521D, HFE63D e HFE282Y foram estimadas em 40,3%, 44,0%, 16,3% e 1,5% respectivamente. No primeiro estudo, foi estimada média de consumo de ferro 10 de 10,9 mg/dia e prevalência de deficiência do mineral de 12,6%. Estimativas de consumo de ferro biodisponível, mas não de ferro total, foram correlacionadas com os valores de ferritina e saturação da transferrina. As associações entre a biodisponibilidade dietética de ferro e seus biomarcadores foram especialmente evidentes entre as carreadoras da variante HFE63D, indicando uma significante interação gene-nutriente. Por outro lado, valores relativamente menores de saturação da transferrina foram associados à presença do alelo MT2736V, independentemente do consumo de ferro biodisponível. Mulheres com ß-talassemia menor e suas controles não diferiram quanto à frequência das variantes TMPRSS6 e HFE ou à biodisponibilidade dietética de ferro. Na pós-menopausa, a ß-talassemia menor foi associada com valores duas vezes maiores de ferritina, 20% maiores de saturação da transferrina e com probabilidade 3,5 vezes maior de hiperferritinemia. Entretanto, para casos e controles na idade reprodutiva, foi estimada probabilidade de inadequação do consumo de 20,7% e prevalências de deficiência do mineral de 13,3% e 10,0%, respectivamente. Entre essas mulheres, o genótipo positivo ou negativo para a variante MT2736V foi também associado com diferenças nas médias de saturação da transferrina. No entanto, o contraste nesses valores foi relativamente maior entre as mulheres com ß-talassemia menor. Além disso, mais acentuada hipocromia acompanhou a presença da variante MT2736V nessa condição. Conclusão: Os achados sugerem que, entre mulheres com eritropoese normal ou com ß-talassemia menor, a variante MT2736V não afeta tão fortemente as reservas de ferro corporal como faz a adequação do consumo desse mineral. Ainda assim, a variante HFE63D pode modificar a relação da biodisponibilidade de ferro com seu status corporal e, portanto, ser um importante marcador preditivo de resposta diferencial à dieta. A variante MT2736V foi associada com menor disponibilidade de ferro na circulação de mulheres na idade reprodutiva e, entre aquelas com ß.;-talassemia menor, com indício de acentuada alteração morfológica dos eritrócitos

Introduction: Iron deficiency is common among women at childbearing age and it is regarded as a worldwide public health issue. On the other hand, disorders associated with increased erythropoietic activity and iron overload, such as thalassemias and sickle cell disease, are among the most frequent Mendelian diseases in many populations. HFE and TMPRSS6 genes encode the hereditary hemochromatosis protein (HFE) and the matriptase-2 (MT2) both of which modulate the hepatic production of hepcidin, the main hormone regulator of iron metabolism. The aim of this study was to evaluate the relationship among dietary iron intake, rs855791 (MT2736V), rs4820268 (MT2521D), rs1799945 (HFE63D) and rs1800562 (HFE282Y) genetic variants and body iron status of women with normal (apparently healthy) or slightly increased (ß-thalassemia minor) erythropoietic activity. Casuistic and methods: Initially, 127 university students at childbearing age (18 to 42 years old) and with steady state body iron (few variations on physiological requirements and dietary iron intake at least for the last 12 months) were included. In a second study, it was included 33 cases of ß-thalassemia minor (18 of them post-menopaused) registered in Hematology Services from two hospitals from São Paulo-SP and one from Sorocaba-SP. They were paired with 66 controls by age, body mass index, reproductive status and hormonal contraceptive use. Using food diaries or 24 hours food recalls, total and bioavailable dietary iron intakes were estimated. Blood samples were used for DNA extraction and for determinations of ferritin, transferrin saturation with iron and hemoglobin. TMPRSS6 and HFE genotyping were performed by real time PCR. Results: Considering all the 226 women studied, the allelic frequencies of MT2736V, MT2521D, HFE63D e HFE282Y genetic variants were em 40.3%, 44.0%, 16.3% e 1.5%, respectively. In the first study, a total dietary iron intake of 10.9 mg/day and an iron deficiency prevalence of 12.6% were estimated. There were correlations among ferritin and transferrin saturation values with estimates of bioavailable, but not of total dietary iron intake s. Associations between dietary iron bioavailability and iron biomarkers were especially evident among carriers of HFE63D variant, indicating a significant gene-diet interaction. On the other hand, lower levels of transferrin saturation were associated with the presence of MT2736V variant allele, irrespective of bioavailable iron intake. TMPRSS6 and HFE variants frequencies and dietary iron bioavailability estimates did not differ between women with ß-thalassemia minor and their controls. Among postmenopausal women, ß-thalassemia minor was associated with two times higher ferritin values, 20% higher transferrin saturation values and 3.5 times higher chance for hiperferritinemia. However, among cases and controls at childbearing age, it was estimated a probability of inadequacy in the dietary iron intake of 20.7% and iron deficiency prevalences of 13.3% and 10.0%, respectively. Among these women, a positive or negative genotype for MT2736V was also associated with differences in transferrin saturation. Nevertheless, the contrast between these values was relatively higher among women with ß-thalassemia minor. Moreover, a more accentuated hypochromia accompanied the presence of the MT2736V variant in this condition. Conclusions: Our findings suggest that, among women with normal erythropoiesis or ß-thalassemia minor, the presence of the MT2736V variant does not strongly impact the body iron stores as does dietary iron adequacy. Nevertheless, the HFE63D variant may modify the relationship between the dietary iron bioavailability and the body iron status. Therefore, it might be an important predictive marker of women's differential response to diet. The MT2736V variant was associated with lower availability of circulating iron in women at childbearing age and, among those with ß-thalassemia minor, with suggestive accentuated morphological alteration of erythrocytes