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Previous issue date: 2010-07-28 === Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) === Os cromossomos em anel geralmente resultam de quebras em seus braços curto e longo seguidas pela fusão das extremidades fraturadas, causando a perda de material genético. Atualmente, com o surgimento de técnicas moleculares mais sensíveis é possível definir os pontos de quebra com precisão e descrever o mecanismo de formação de cada anel. No presente trabalho, foram analisados 13 pacientes com cromossomos autossomos em anel. Para avaliação da instabilidade do cromossomo em anel foram avaliadas 300 metáfases de cada paciente, por meio de bandamento G e de FISH com sonda centromérica. Os pacientes portadores de r(14) e r(15) foram avaliados em dois períodos diferentes, com um intervalo de 19 anos, para a realização do estudo longitudinal. Somente os anéis dos cromossomos 4 (caso II) e 22 (casos XII e XIII) apresentaram-se estáveis de acordo com os critérios de Kosztolanyi (1987), enquanto os demais foram considerados instáveis. O estudo longitudinal mostrou que os r(14) e r(15) passaram de estáveis a instáveis no intervalo de tempo analisado. Apesar da instabilidade dos cromossomos em anel ter aumentado ao longo dos anos, esses dois pacientes não apresentaram agravamento no seu quadro clínico, tendo este se mantido estável. Através da técnica de SNP-array foram definidos os pontos de quebra e os mecanismos de formação dos anéis em 12 pacientes. Para os anéis nos quais não foram observadas perdas de material genético no braço curto e nem no braço longo foram utilizadas as técnicas de MLPA e de FISH com sondas subteloméricas e teloméricas, respectivamente. Assim, os cariótipos dos pacientes foram determinados como: 46,XY,r(3)(p26.1q29), 46,XX,r(4)(p16.3q35.2), 46,XY,r(10)(p15.3q26.2), 46,XX,r(10)(p15.3q26.13), 46,XY,r(13)(p13q31.1), 46,XY,r(14)(p13q32.33), 46,XX,r(15)(p13q26.2), 46,XY,r(18)(p11.32q22.2), 46,XX,r(18)(p11.32q21.33), 46,XX,r(18)(p11.21q23), 46,XY,r(22)(p13q13.33) e 46,XX,r(22)(p12q13.2). Verificamos que os anéis cromossômicos foram formados por meio de diferentes mecanismos: quebras em ambos os braços cromossômicos seguidas pela fusão das extremidades fraturadas (pacientes IV, VIII e X); quebra em um dos braços cromossômicos seguida pela fusão com região subtelomérica do outro braço (pacientes I, II, VII e XII); quebra em um dos braços cromossômicos seguida pela fusão com a região telomérica oposta (pacientes III e IX); fusão de regiões subteloméricas (paciente VI) e fusão de regiões teloméricas (paciente XI). Assim, os r(14) e um r(22) podem ser considerados anéis completos, uma vez que não houve perda de material genético relevante. O r(13) apresentou um mecanismo de formação mais complexo resultante da deleção de 11,1 Mb concomitante com uma duplicação intersticial de 1,5 Mb. Seu cariótipo foi definido como 46,XY,r(13)(p13q33.1).arr13q33.1(101,543,509-103,001,462)x3,13q33.1q34(103,003,268-114,142,980)x1 dn. Nós concluímos que o fenótipo dos pacientes portadores de cromossomos em anel podem estar relacionados a diferentes fatores, entre eles instabilidade do cromossomo em anel e a haploinsuficiência gênica. Além disso, fatores epigenéticos relacionados à configuração do cromossomo em anel poderiam alterar a expressão gênica, uma vez que os pacientes com r(14) e r(22) apresentam alterações fenotípicas apesar serem portadores de anéis completos. === Ring chromosomes usually result from breaks in their short and long arms followed by fusion of both ends causing genetic material loss. Nowadays with more sensible molecular techniques it is possible to better define the breakpoints and mechanism of ring chromosome formation. In this study we analyzed 13 patients with autosome ring chromosomes. We scored 300 metaphases from each patient lymphocyte cultures, using G banding and FISH with centromeric probes, in order to investigate the ring chromosome instability. A longitudinal study was done in patient VI with r(14) and in patient VII with r(15). They were investigated in two different periods with 19 years difference. Only the ring chromosomes 4 (case II) and 22 (cases XII and XIII) were considered stable since they present al lest 95% metaphases cells with only one monocentric ring, while the others were considered unstable. The longitudinal study showed that the r(14) and r(15) turned unstable during the period analyzed. In spite of the ring chromosomes instability had increased over the years, these patients did not present worse in clinical findings. Using the SNP-array technique, breakpoints and mechanisms of ring chromosome formation were determined in 12 patients. For the rings that we did not observe loss of genetic material in the short neither in the long arm MLPA and FISH techniques with subtelomeric and pantelomeric probes, respectively, were used. Thus, the patients´ karyotypes were determined as: 46,XY,r(3)(p26.1q29), 46,XX,r(4)(p16.3q35.2), 46,XY,r(10)(p15.3q26.2), 46,XX,r(10)(p15.3q26.13), 46,XY,r(13)(p13q31.1), 46,XY,r(14)(p13q32.33), 46,XX,r(15)(p13q26.2), 46,XY,r(18)(p11.32q22.2), 46,XX,r(18)(p11.32q21.33), 46,XX,r(18)(p11.21q23), 46,XY,r(22)(p13q13.33) and 46,XX,r(22)(p12q13.2). Different mechanisms were found to be involved in ring chromosome formation: from breaks in both chromosome arms, followed by end-to-end reunion (patients IV, VII-X and XII); from a break in one chromosome arm followed by fusion with the subtelomeric region of the other (patients I-II); from a break in one chromosome arm followed by fusion with the opposite telomeric region (patients III and IX); from fusion of two subtelomeric regions (patient VI); from telomere-telomere fusion (patient XI). Thus, the r(14) and one r(22) can be considered complete rings, since there was no loss of relevant genetic material. The r(13) showed a more complex mechanism of formation resulting in a deletion of 11.1 Mb concomitant with an interstitial duplication of 1.5 Mb with karyotype determined as 46,XY,r(13)(p13q33.1).arr13q33.1(101,543,509-103,001,462)x3,13q33.1q34(103,003,268-114,142,980)x1 dn. We concluded that the phenotypes of ring chromosome patients can be related with different factors, including gene haploinsufficiency, gene duplication and ring instability. Epigenetic factors related to gene expression changes due to the circular architecture of the ring chromosome must also be considered, since even patients with complete ring chromosomes can present associated phenotypic alterations, as observed in our patients with complete r(14) and r(22). === FAPESP: 2007/58735-5 === TEDE === BV UNIFESP: Teses e dissertações
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