Pleiotropia é o fenómeno no qual um único gene tem impacto em múltiplas características fenotípicas aparentemente não relacionadas. Por exemplo, defeitos no gene SOX10 causam Síndrome de Waardenburg Tipo 4, ou WS4, que pode causar defeitos na pigmentação, deficiências auditivas e ausência de contrações intestinais necessárias para a eliminação de resíduos. Essa diversidade de fenótipos resulta do padrão de expressão de SOX10 no início do desenvolvimento embrionário e fetal. SOX10 é encontrado em células da crista neural que formam melanócitos, que estão envolvidos na pigmentação e também no desenvolvimento precoce do ouvido. SOX10 também é expresso no tecido nervoso que eventualmente contribui para o sistema nervoso entérico no intestino, que controla as contrações necessárias para a eliminação de resíduos. Assim, SOX10 exibe efeitos pleiotrópicos, pois influencia vários fenótipos.

Efeitos Pleiotrópicos do SOX10

A pleiotropia pode surgir através de vários mecanismos. A pleiotropia genética ocorre quando um gene tem várias funções devido à codificação de um produto que interage com múltiplas proteínas ou catalisa múltiplas reações. Por exemplo, em humanos, uma cópia anormal do gene SOX10, no qual uma região é excluída, pode levar a defeitos no desenvolvimento que incluem uma madeixa de cabelo branca, íris de cores diferentes (por exemplo, uma azul e uma castanha), e regiões da pele não pigmentadas. Essas características são todas sintomas de uma doença chamada Síndrome de Waardenburg Tipo 4, ou WS4, uma doença autossómica recessiva que resulta em múltiplos defeitos de pigmentação. Os efeitos pleiotrópicos do SOX10 no WS4 estendem-se a sintomas adicionais aparentemente não relacionados com pigmentação, como perda auditiva. Indivíduos com WS4 também sofrem de falta de contrações intestinais, resultando em um cólon aumentado e dificuldades em eliminar resíduos. Esses sintomas indicam que, além de afetar a pigmentação, o SOX10 também tem impacto na audição e contribui para um fenótipo intestinal anormal.

Padrões de Expressão no Início do Desenvolvimento

A capacidade do SOX10 de exercer os seus efeitos pleiotrópicos pode ser explicada pela sua expressão no início do desenvolvimento embrionário e fetal, durante o qual é encontrado em células da crista neural que eventualmente levam à formação de células pigmentadas chamadas melanócitos. Além da pigmentação, os melanócitos influenciam a audição, pois são encontrados no ouvido em desenvolvimento. SOX10 também é expresso em células de gânglios do intestino grosso terminal que contribuem para a formação do trato gastrointestinal e controlo das contrações intestinais. Isso explica os problemas de eliminação de resíduos e o aumento do cólon em alguns indivíduos com WS4. Portanto, SOX10 é um exemplo de um gene pleiotrópico, porque tem impacto em vários processos de desenvolvimento e influencia múltiplas características fenotípicas.