Estudos GWAS
Com o objetivo de estudar estes fatores de risco genéticos associados à dislexia, numerosos estudos de associação genómica ampla (GWAS) foram realizados no genoma dos pacientes para melhor compreender a componente genética desta doença e conceber novos biomarcadores que facilitem o diagnóstico precoce da doença.[20].
O maior estudo GWAS até o momento foi conduzido por Dous et al.,[20] que analisou 51.800 participantes (21.513 homens, 30.287 mulheres) que responderam "sim" à pergunta "Você foi diagnosticado com dislexia?" (que são considerados casos) e 1.087.070 participantes (446.054 homens, 641.016 mulheres) que responderam “não” a esta questão (que são considerados controles).
Após a genotipagem desses pacientes e a realização do estudo GWAS, foram identificados 42 loci genômicos significativamente amplamente associados (P<5x) à dislexia (que estão representados no Diagrama de Manhattan da Fig. 1). Além disso, foram encontrados 64 locos com significância sugestiva (P<1x).
Desses 42 loci genômicos obtidos, 17 já foram previamente descritos na literatura, e destes, 15 estão associados a características cognitivas e educacionais. Em relação a esses genes identificados, destacam-se:
• - Gene AUTS2: tem sido associado ao autismo e à deficiência intelectual. A variante descoberta (rs3735260) representa a associação mais forte do SNP AUTS2 identificada com uma característica do neurodesenvolvimento até o momento. Este gene tem papel fundamental no neurodesenvolvimento e nos processos de migração dos neurônios.
• - Gene TANC2: tem sido associado a atraso de linguagem e deficiência intelectual. Este gene controla as conexões entre as células cerebrais.
• - Gene GGNBP2: tem sido associado ao atraso no desenvolvimento neurológico e ao autismo. Este gene é necessário para o desenvolvimento sináptico dos neurônios motores.
Os 27 loci restantes ainda não foram descritos na literatura e, portanto, foram considerados novos. Esses 27 loci estão detalhados na tabela a seguir:
No entanto, como a dislexia é mais prevalente em jovens (5,34% em pessoas com idade entre 20 e 30 anos) do que em adultos (3,23% em pessoas com idade entre 80 e 90 anos), foi realizado um estudo adicional GWAS específico para idade e sexo. Os resultados dessas análises de subamostra mostraram uma alta relação com os principais GWAS. Para comparar os dois GWAS (o principal e o específico por idade e sexo), estimaram a correlação genética entre os sexos e entre as idades usando o método de regressão do escore de desequilíbrio de ligação (LDSC). A correlação genética entre os sexos deu valor de 0,91; e a correlação genética entre jovens e adultos deu valor de 0,97. Estes valores indicam uma forte concordância genética na dislexia entre diferentes grupos.
Em relação ao GWAS realizado em mulheres, foram identificadas 17 variantes genéticas significativas. A maioria destas variantes (13 de 17) também foram significativas nos principais GWAS. No entanto, quatro variantes (rs61190714, rs4387605, rs12031924 e rs57892111) não foram significativas nos principais GWAS. Também foi obtido um SNP intergênico (rs57892111), localizado entre os genes TFAP2B e PKHD1, que não foi significativo na análise principal e não possui evidências de associação com outras características humanas em estudos anteriores de GWAS. Isto sugere que estas variantes podem ser específicas do sexo feminino. O diagrama de Manhattan obtido neste estudo GWAS específico para mulheres pode ser visto representado na Figura 2..
Em relação ao GWAS realizado em homens, foram identificadas 6 variantes genéticas significativas (presentes nos genes CADM2, STAG1, PET112, IER5L, DNMT3B e ARFGEF2). Estas variantes também foram significativas nos principais GWAS, pelo que não foi observada especificidade no sexo masculino.
Com relação às regiões onde se encontram essas variantes genéticas, destacam-se:
• - Variantes em íntrons: 61% das variantes genéticas.
• - Variantes em transcrições não codificantes: 10% das variantes genéticas.
• - Variantes em genes downstream: 8% das variantes genéticas.
• - Variantes em genes upstream: 7% de variantes genéticas.
• - Variantes em regiões intergênicas: 3% de variantes genéticas.
Quanto aos tipos de mutações que ocorrem, destacam-se:
• - Mutação sem sentido: 55% das variantes genéticas.
• - Mutação sinônima: 29% de variantes genéticas.
• - Mutação de ganho de códon STOP: 11% de variantes genéticas.
• - Mutação de perda de códon STOP: 2% de variantes genéticas.
• - Mutação frameshift: 2% de variantes genéticas.
A herdabilidade dos SNPs foi estimada pelo método de regressão linkage disbalance score (LDSC), obtendo valor =0,152, considerando uma prevalência de 5%; e =0,189, considerando uma prevalência de 10%.
A herdabilidade dos SNPs da dislexia mostrou enriquecimento significativo em regiões conservadas, bem como em clusters H3K4me1 e em genes expressos no córtex frontal, córtex e córtex cingulado anterior. No entanto, nenhuma especificidade foi observada para qualquer tipo de célula cerebral (neurônio, astrócito ou oligodendrócito). Estas descobertas apoiam a importância crucial do cérebro e de regiões específicas do cérebro no desenvolvimento da dislexia.
Visto que a leitura é uma característica exclusivamente humana, pensava-se que as mudanças evolutivas na linhagem humana influenciariam a arquitetura genética da capacidade de leitura. No entanto, nenhum enriquecimento de associações significativas foi encontrado para anotações cobrindo diferentes períodos da pré-história dos hominídeos.
Durante o estudo, tentaram relacionar a genética da dislexia a 98 traços ou características genéticas, incluindo medidas de leitura e ortografia, dificuldades auditivas, limiar de dor, volumes de estruturas cerebrais subcorticais, área de superfície e espessura cortical, entre outros. Destas 98 características estudadas, 63 apresentaram correlações genéticas significativas com a dislexia, que podemos ver representadas na Fig. 3. Isto sugere que existe uma base genética comum entre estas características e a dislexia. A seguir, vemos as características associadas mais relevantes:
• - Medidas quantitativas de leitura e ortografia: Foi observada uma correlação genética negativa, o que significa que à medida que os genes associados à dislexia aumentam, as habilidades de leitura e ortografia tendem a diminuir.
• - Raciocínio verbal e raciocínio numérico: foi observada correlação genética negativa, o que sugere que quanto maior o risco genético, menor será sua capacidade de compreender e raciocinar usando conceitos enquadrados em palavras (raciocínio verbal) e menor será sua capacidade de compreender os principais componentes que envolvem um problema matemático.
• - Volume intracraniano: foi observada correlação genética negativa, o que significa que à medida que o volume intracraniano diminui, a prevalência de dislexia tende a aumentar. Nenhuma evidência foi encontrada de que variações genéticas comuns associadas à dislexia estejam ligadas a diferenças na estrutura cerebral, como volumes subcorticais ou conectividade estrutural, em adultos. Portanto, as correlações fenotípicas observadas entre dislexia e características cerebrais podem ser em grande parte devidas a fatores ambientais, possivelmente relacionados à leitura.
• - Transtorno de déficit de atenção e hiperatividade: foi observada uma correlação genética positiva, sugerindo uma conexão genética entre dislexia e TDAH.
• - Ambidestro: foi observada uma correlação genética positiva, indicando que existe uma correlação genética entre o uso igual de ambas as mãos e ser disléxico.
• - Dificuldades auditivas: foi observada correlação genética positiva, sugerindo que problemas auditivos em idade precoce podem afetar a aquisição de habilidades de processamento fonológico.
• - Limiar de dor: foi observada uma correlação genética positiva, o que poderia indicar uma ligação genética entre a experiência de dor e a dislexia.
Por fim, neste estudo foi calculado o Escore de Risco Poligênico (PGS) de cada variante obtida no estudo GWAS. Em geral, observou-se que pontuações mais altas na PGS estavam associadas a menor precisão de leitura e ortografia. Assim, a PGS foi correlacionada com pior desempenho em testes de leitura e ortografia em amostras populacionais e enriquecidas com distúrbios de leitura, especialmente na leitura de palavras inventadas, uma medida de decodificação fonológica tipicamente prejudicada na dislexia. Portanto, a EPP poderia se tornar uma ferramenta valiosa para identificar crianças com propensão à dislexia, permitindo suporte educacional antes do desenvolvimento das habilidades de leitura.