Pyruvate kinase and glucose-6-phosphate dehydrogenase deficies and their association with malaria - population genetics and proteomic studies

A malária é reconhecida como uma das principais forças selectivas a actuar na história recente no genoma humano. Inúmeros polimorfismos genéticos têm sido descritos como protectores contra a gravidade da malária, como o alelo HbS (designado de traço falciforme) e o alelo G6PD A- (associado à deficiência de G6PD). Mais recentemente, também a deficiência de PK foi associada com a protecção contra a malária. Evidências desta associação foram obtidas em estudos com modelos de roedor e estudos in vitro utilizando GV humanos deficientes em PK. Até à data, não foram obtidos dados em populações humanas que revelem esta associação: ainda não foi identificada uma variante de PK com uma prevalência elevada em regiões endémicas de malária e não foram identificadas marcas de selecção na região do gene que codifica para a PK (gene PKLR). Além disso, os mecanismos subjacentes à protecção contra a malária por deficiências enzimáticas dos GV não estão bem esclarecidos. Assim, os objectivos do presente estudo foram: investigar os polimorfismos genéticos humanos com associação com a malária em Cabo Verde; pesquisar marcas de selecção da malária na região do gene PKLR em populações Africanas; determinar a frequência da deficiência em PK e identificar uma eventual variante da enzima que possa estar sob selecção positiva em regiões endémicas de malária; avaliar o efeito das duas deficiências enzimáticas (PK e G6PD) na invasão e maturação do parasita em culturas in vitro de Plasmodium usando GV normais e deficientes; e analisar o perfil proteómico de GV infectados e não infectados, normais e com deficiência (em PK e G6PD), bem como de parasitas isolados de GV tanto deficientes como normais. Em Cabo Verde (área epidémica), não foram identificadas marcas de selecção pela malária, através da análise dos vários polimorfismos. No entanto, quando a análise foi realizada em dois países endémicos (Angola e Moçambique), foram detectadas várias marcas de selecção: a genotipagem de microssatélites (STRs) e polimorfismos de base única (SNPs) localizados na vizinhança do gene PKLR revelou uma diferenciação consideravelmente maior entre as populações Africana e Europeia (Portuguesa), do que a diferenciação determinada aquando da utilização de marcadores genéticos neutros. Além disso, uma região genómica de maior amplitude apresentou um Desequilíbrio de Ligação (LD) significativo no grupo de malária não grave (e não no grupo de malária grave), sugerindo que a malária poderá estar a exercer pressão selectiva sobre a região do genoma humano que envolve o gene PKLR. No estudo que incidiu na determinação da prevalência da deficiência de PK no continente Africano (realizado em Moçambique), esta revelou-se elevada - 4,1% - sendo o valor mais elevado descrito até ao momento a nível mundial para esta enzimopatia. Na pesquisa de mutações que pudessem estar na causa deste fenótipo (baixa actividade de PK), foi identificada uma mutação não sinónima 829G>A (277Glu>Lys), significativamente associada à baixa actividade enzimática. Esta mutação foi também identificada em Angola, São Tomé e Príncipe e Guiné Equatorial, onde a frequência de portadores heterozigóticos foi entre 2,6 e 6,7% (valores que se encontram entre os mais elevados descritos globalmente para mutações associadas à deficiência em PK). Não foi possível concluir acerca da associação entre a deficiência de PK e o grau de severidade da malária e da associação entre o alelo 829A e a mesma, devido ao baixo número de amostras. Os resultados dos ensaios de invasão/maturação do parasita sugeriram que, nos GV com deficiência de PK ou G6PD, a invasão (onde está envolvida a membrana do GV hospedeiro e o complexo apical do parasita) é mais relevante para a eventual protecção contra a malária do que a maturação. Os resultados da análise proteómica revelaram respostas diferentes por parte do parasita nas duas condições de crescimento (GV com deficiência de PK e GV com deficiência de G6PD). Esta resposta parece ser proporcional à gravidade da deficiência enzimática. Nos parasitas que cresceram em GV deficientes em G6PD (provenientes de um indivíduo assintomático), a principal alteração observada (relativamente às condições normais) foi o aumento do número de proteínas de choque térmico e chaperones, mostrando que os parasitas responderam às condições de stress oxidativo, aumentando a expressão de moléculas de protecção. Nos parasitas que cresceram em condições de deficit de PK (GV de indivíduo com crises hemolíticas regulares, dependente de transfusões sanguíneas), houve alteração da expressão de um maior número de proteínas (relativamente ao observado em condições normais), em que a maioria apresentou uma repressão da expressão. Os processos biológicos mais representados nesta resposta do parasita foram a digestão da hemoglobina e a troca de proteínas entre hospedeiro e parasita/remodelação da superfície do GV. Além disso, uma elevada percentagem destas proteínas com expressão alterada está relacionada com as fendas de Maurer, que desempenham um papel importante na patologia da infecção malárica. É colocada a hipótese de que a protecção contra a malária em GV deficientes em PK está relacionada com o processo de remodelação da membrana dos GV pelo parasita, o que pode condicionar a invasão por novos parasitas e a própria virulência da malária. Os resultados da análise do proteoma dos GV contribuirão para confirmar esta hipótese.

Epidemiologia da malária em Cabo Verde - Factores genéticos humanos e estrutura populacional do mosquito vector

A malária, doença parasitária complexa que resulta da interacção entre parasita, hospedeiros humano e vector, constitui um dos principais problemas de saúde a nível mundial. À semelhança de outras doenças parasitárias e infecciosas a malária tem um papel importante na evolução, tendo já sido demonstrado o papel da variação genética humana na resistência à infecção. Após quase meio século de controlo, a malária persiste na ilha de Santiago onde, apesar da baixa endemicidade, os indivíduos apresentam geralmente manifestações moderadas, são diagnosticadas infecções abaixo do nível detectável pela microscopia e o vector se encontra muito próximo da população supostamente susceptível, desconhecendo-se a frequência dos principais polimorfismos genéticos humanos mais relacionados com a doença e a estrutura populacional do mosquito vector. Os objectivos gerais de trabalho desta tese assentam 1) no estudo dos dois clássicos factores genéticos do hospedeiro humano relacionados com a malária, nomeadamente os afectos à anemia das células falciformes, à deficiência em G6PD e a análise dum provável envolvimento da PK e 2) na análise genética das populações do mosquito vector, tentando contribuir para a compreensão da epidemiologia da doença na Ilha, e para a escolha de medidas de controlo apropriadas. Os trabalhos incidiram na detecção do alelo responsável pela hemoglobina S, de polimorfismos no gene da G6PD e da PK em indivíduos não aparentados (Infectados e não Infectados) com análise da sua provável associação com a infecção e, ainda, na genotipagem de loci microssatélites de Anopheles arabiensis com recurso a técnicas baseadas na PCR. Relativamente à anemia falciforme, a frequência dos portadores do traço (indivíduos HbAS) e do alelo HbS foi 6% e 5%, respectivamente, e para as variantes da G6PD, 0,8% para G6PDA- e 0,0% para a G6PDMed, não tendo sido encontrado associação entre os genótipos desses dois factores e a presença de infecção. No que concerne ao gene PKLR não foi encontrada uma associação clara entre os polimorfismos analisados e o estado de infecção, mas foi detectado um acentuado desequilíbrio de linkage entre os loci, apenas nos Não Infectados, o que pode significar que essa região do gene, aparentemente conservada, tenha sido seleccionada por fornecer protecção contra a infecção e/ou doença. A diversidade genética das populações de A. arabiensis em onze loci microssatélites foi moderada com valores médio de He, variando de 0,481 a 0,522 e a Rs de 4 a 5. O valor da diferenciação genética baseado em 7 loci polimórficos foi baixo (FST=0,012; p<0,001) mas significativo, variando entre 0,001 e 0,023 entre os pares de populações. Não foram detectados os alelos de resistência associados ao gene Kdr. A baixa frequência dos alelos associados à G6PD (A- e Med) tem implicações importantes nas estratégias de controlo definidas pelo Programa Nacional de Luta contra o Paludismo (PNLP), uma vez que a primaquina pode continuar a ser administrada como complemento aos regimes terapêuticos, em caso de necessidade. A população de A. arabiensis em Santiago revelou-se relativamente homogénea e com uma estrutura reduzida o que pode, por um lado, representar uma desvantagem por permitir uma provável dispersão dos genes de resistência. Por outro lado, essa relativa homogeneidade poderá representar uma vantagem para a introdução de um programa de controlo baseado na libertação de mosquitos transgénicos.

Polimorfismos genéticos no gene XRCC3 e dano no DNA em trabalhadores expostos ocupacionalmente a formaldeído

A exposição a formaldeído (FA), classificado como cancerígeno pela International Agency for Cancer Research (IARC), está epidemiologicamente associada a cancro e a alterações nucleares detectáveis pelo ensaio dos micronúcleos por bloqueio da citocinese (CBMN). Este método permite determinar vários marcadores de genotoxicidade, nomeadamente micronúcleos – biomarcadores de quebra ou perda de cromossomas; pontes nucleoplásmicas – biomarcador de re-arranjo cromossómico, pouca reparação e fusão de telómeros e, protusões nucleares – biomarcador de DNA amplificado. O gene X-ray repair cross-complementing group 3 (XRCC3) está envolvido na reparação de ligações cruzadas na recombinação de homólogos e quebras na cadeia dupla de DNA. Foi reportado pelo menos um polimorfismo no gene, o Thr241Met que tem sido associado a um aumento do dnao no DNA em vários estudos.

Crianças com sibilância recorrente: estudo de função respiratória, avaliação imunológica e polimorfismos genéticos

RESUMO Nos últimos anos têm sido identificados vários factores de risco para asma brônquica em crianças com sibilância recorrente, não se encontrando clara a importância da avaliação funcional respiratória nestas crianças. De igual modo, têm sido documentados resultados contraditórios na avaliação imunológica das populações de células reguladoras bem como na expressão de polimorfismos para a asma. O objectivo deste estudo consistiu na avaliação e comparação de parâmetros de avaliação funcional respiratória, imunológica e de polimorfismos genéticos em crianças entre 8 e 20 meses de idade, com três ou mais episódios de sibilância (n=50), sem qualquer terapêutica anti-inflamatória prévia, diagnosticados por um médico, com e sem factores de risco para asma brônquica (história de asma parental ou história pessoal de eczema ou pelo menos dois dos seguintes: história pessoal de rinite alérgica, sibilância fora do contexto infeccioso e contagem de eosinófilos no sangue periférico > 4%), comparados com um grupo controlo (n=30). Nestas crianças foram efectuadas provas de função respiratória em volume corrente e em volume aumentado através de técnicas de compressão torácica, avaliação de populações celulares por citometria de fluxo, expressão de citocinas por mARN em culturas de células estimuladas com PMA (leitura às 24 horas) e com extractos de ácaros do pó doméstico (leitura ao 7º dia) e expressão de polimorfismos para alguns genes associados a asma (ADAM 33, DPP10, GPRA). Na comparação entre as crianças com sibilância recorrente em relação ao grupo controlo foram observadas reduções significativas nos Z-scores para FVC (diferença média [95% IC]: -0,7 [-1,2; -0,1], p=0,01), FEV0.5 (-1,0 [-1,5; -0,5], p=0,0001), FEF75 (-0,6 [-1,0; -0,2], p=0,0001) e FEF25-75 (-0,8 [-1,2; -0,4], p=0,0001), bem como valores significativamente mais baixos para a quantificação do número absoluto de CD4+CD25forte (-47,9 [-89,6; -6,1], p=0,03), do número absoluto e percentual de CD4+CD25+CTLA-4 (p=0,0001) e da expressão de CTLA-4 (p=0,03) e IFN-

Polimorfismos genéticos y plasticidad fenotípica en Eragrostis, Festuca y Amaranthus

La existencia de variabilidad genética y plasticidad fenotípica entre y dentro de los genotipos de Eragrostis curvula (Schrad.) Nees s. Latinoamericana y Amaranthus spp., permitirá cuantificar la asociación entre ambos descriptores poblacionales proporcionando conocimientos de interés teórico y práctico relacionados con el mejoramiento genético y la conservación del germoplasma de ambas especies. Un manejo eficiente de un banco de germoplasma depende del conocimiento que se tenga sobre la magnitud y la distribución intra e inter poblacional de la diversidad genética, conocimiento que además resulta imprescindible para desarrollar programas de mejoramiento. La caracterización de las colecciones consiste en el registro de caracteres altamente heredables que se expresan en todos los ambientes. Los caracteres morfológicos y las isoenzimas han sido ampliamente usados en estudios taxonómicos, genéticos y evolutivos. Actualmente utilizando los RAPDs obtenidos con el PCR se puede estudiar con más detalle la diversidad genética y conocer algunos genes que están implicados en caracteres agronómicos más complejos o loci de caracteres cuantitativos (QTLs). La magnitud de la respuesta de los genotipos a las condiciones ambientales puede ser considerada en términos de plasticidad fenotípica. La plasticidad fenotípica es un fenómeno poco estudiados en plantas, aunque existen evidencias que indican que es una respuesta rápida del individuo a cambios ambientales transcurridos en períodos de tiempo cortos. Este tipo de respuesta está directamente relacionada con procesos de adaptación de las plantas a la heterogeneidad ambiental y aparentemente estaría bajo control genético. (...) Objetivos Generales: - Determinar la asociación entre la diversidad observada en los caracteres cualitativos y la plasticidad fenotípica de los caracteres cuantitativos. Objetivos Específicos: - Caracterizar los diferentes genotipos de una colección de Amaranthus spp. mediante marcadores morfológicos y bioquímicos. - Aplicar y comparar distintas metodologías para el análisis de la interacción genotipo-ambiente y la plasticidad fenotípica en Festuca arundinacea scheb. - Evaluar la interacción genético-ambiental en Eragrostis curvula (Schrad.) Nees s. Latinoamericana. y en Amaranthus spp. y cuantificar la plasticidad fenotípica utilizando la metodología óptima seleccionada en base a los resultados de Festuca arudinacea.

Polimorfismos genéticos (en los genes OPRM1, BETA-ARRESTINA2,STAT6 y COMT) y su influencia en la tolerancia al tratamiento con opiáceos mayores en pacientes oncológicos

La morfina es l’opioid majoritàriament utilitzat en dolor oncològic, però existeix elevada variabilitat de resposta. Vam intentar correlacionar aquesta variabilitat amb polimorfismes genètics (Opmr-1, Beta-arrestina2, Stat6 i COMT, relacionats amb mecanismes d’acció opioids). Hem estudiat 29 pacients amb dolor (EVA superior o igual a 6) que van iniciar tractament amb morfina i vam avaluar eficacia i tolerancia a la morfina correlacionant-ho amb els polimorfismos que presentaven. Vam observar que els genotips CC/TC per β-arrestina2 i AA/GA per COMT i Oprm1 es podrien associar a millor resposta i menor toxicitat a la morfina, i els genotips AA/GA per STAT6 s’associaven significativament a menor toxicitat

Polimorfismos Genéticos do Vegf, Rage, Pon1 e Pon2 na Retinopatia Diabética em Indivíduos com Diabetes Tipo 2

A diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é responsável por uma elevada morbilidade e mortalidade em todo o Mundo, essencialmente devido às suas complicações, entre as quais a retinopatia diabética (RD), considerada uma das mais graves, e responsável por 4,8% dos casos de cegueira. Estudos sugerem uma componente genética como um dos principais factores para o desenvolvimento da RD. O gene do VEGF (vascular endothelial growth factor) é um dos mais estudados, por promover a angiogénese e a neovascularização. Outro importante gene candidato é o RAGE (receptor for advanced glycation end products), e, mais recentemente, os genes da paraoxonase, PON1 e PON2. Objectivou-se avaliar a influência dos polimorfismos VEGF -634C/G, RAGE -374T/A, PON1Gln192Arg e PON2Cys310Ser no aparecimento e progressão da RD em indivíduos com DM2 e a sua influência no aparecimento da DM2. Analisaram-se 129 indivíduos, 86 com DM2 e 43 indivíduos saudáveis. Os polimorfismos foram avaliados em todos os indivíduos por PCR-FRLP. A caracterização clínica e a determinação da actividade enzimática da PON1 foram avaliadas em 47 diabéticos. Não se obtiveram diferenças para o polimorfismo do VEGF-634 G/C. O alelo A do polimorfismo RAGE -374A/T mostrou-se mais frequente em indivíduos sem RD ou EMD quando comparados com indivíduos com RD ou EMD. O alelo Q (Gln) e o alelo S (Ser) dos polimorfismos PON1Gln192Arg e PON2Cys310Ser, respectivamente, mostraram-se mais frequentes em indivíduos com DM2 quando comparados com indivíduos saudáveis. Não houve quaisquer diferenças relativamente à actividade enzimática da PON1, nem em relação ao polimorfismo da PON1 nem em relação à presença ou ausência de RD ou EMD. Conclui-se que o alelo A do polimorfismo RAGE -374A/T é factor protector para o aparecimento da RD e do EMD, enquanto os alelos Q e S dos polimorfismos PON1Gln192Arg e PON2Cys310Ser, respectivamente, são factores de risco para o aparecimento da DM2

Polimorfismos genéticos do fator de crescimento do endotélio vascular na pré-eclâmpsia

OBJETIVO: Identificar polimorfismos genéticos do fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF), posições +936C/T e -2578C/A, em mulheres com pré-eclâmpsia. MÉTODOS:Trata-se de um estudo transversal,constituído por 80 mulheres distribuídas em dois grupos: pré-eclâmpsia e grupo controle. A caracterização da amostra foi realizada mediante entrevista pré-estruturadae complementada por dados transcritos dos prontuários. Para identificação dos polimorfismos foi realizada extração de DNA, amplificação das sequências pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) com primers específicos e análise por Polimorfismos de Comprimentos de Fragmentos de Restrição (RFLP). A análise estatística dos resultados foi realizada de forma descritiva e pelo teste do . O modelo de regressão logística múltipla foi utilizado para determinar o efeito dos polimorfismos na pré-eclampsia. RESULTADOS: Evidenciou-se uma maior frequência do alelo T do polimorfismo VEGF +936C/T nas pacientes com pré-eclâmpsia, embora com diferença não significativa.A presença do alelo A do VEGF -2578C/A foi maior no grupo controle, com diferença significativa. CONCLUSÕES: Não foi observada associação significativa do polimorfismo VEGF +936C/T com a pré-eclâmpsia. Para o polimorfismo VEGF -2578C/A observa-se diferença significativa entre os grupos, sendo o alelo A mais frequente no controle, sugerindo a possibilidade da portadora do alelo A apresentar menor suscetibilidade para o desenvolvimento de pré-eclâmpsia.

Evaluación de polimorfismos genéticos asociados a hipertensión arterial.

Tesis (Maestría en Ciencias con Orientación en Farmacia) UANL, 2010.

Análisis de polimorfismos genéticos del receptor beta-2 adrenérgico en pacientes pediátricos asmáticos y controles sanos en una muestra de la ciudad de Bogotá

El asma bronquial es una enfermedad inflamatoria crónica, se asocia a hiperrespuesta de la vía aérea, la cual lleva a episodios recurrentes de sibilancias, tos y disnea. La entidad se ha correlacionado con una gran variedad de genes involucrados en su fisiopatología, dentro de los cuales se encuentran genes localizados en el cromosoma 5 (5q23-31), como el del Receptor ß2 Adrenérgico (RB2A). En el presente trabajo se realizó una estimación de las frecuencias de los polimorfismos Arg16Gly, Gln27Glu y Thr164Ile de este receptor, y se estudió la relación existente entre los diferentes polimorfismos y asma, así como su relación con respecto a la severidad de la enfermedad, finalmente se estimó la relación de los haplotipos conformados por estos tres polimorfismos y su asociación con la enfermedad y severidad del fenotipo asmático.

Polimorfismos genéticos da kappa-caseína e da beta-lactoglobulina e produção de leite em bovinos

As variantes gênicas da beta-lactoglobulina (β-LG) e da kappa-caseína (κ-CN) bovinas são associadas à produção, qualidade e características de processamento do leite. O objetivo deste trabalho foi analisar as frequências dos genótipos AA, AB e BB, por meio da técnica de PCR-RFLP, da β-LG e da κ-CN bovinas, e suas associações com a produção de leite (kg leite/dia) em bovinos das raças Girolanda, Holandesa e Jersey. Para a κ-CN, a frequência do genótipo AA foi maior nos animais das raças Holandesa (37%) e Girolanda (63%). Na raça Jersey, houve predomínio do genótipo BB (60%). Para a β-LG, o genótipo AB foi o mais encontrado nas raças Girolanda (54%) e Holandesa (58%), enquanto nos animais da raça Jersey houve predomínio do genótipo BB (45%). Houve associação do alelo B da κ-CN com maior produtividade leiteira nas raças Girolanda e Holandesa, e do alelo A da β-LG com maior produtividade de leite na raça Jersey. As variantes genéticas da κ-CN podem ser usadas como marcadores na seleção para a produtividade leiteira nas raças Girolanda e Holandesa. Para a raça Jersey, as variantes da β-LG seriam mais adequadas para essa seleção.

Papel de polimorfismos genéticos nos genes IL10, TNF e LTA na hanseníase

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Perfil de mutações de resistência e polimorfismos genéticos em variantes do vírus da hepatite B circulantes na região de Botucatu

Pós-graduação em Pesquisa e Desenvolvimento (Biotecnologia Médica) - FMB