NUTRIGENÉTICA E NUTRIGENÔMICA

Transcrição

1 NUTRIGENÉTICA E NUTRIGENÔMICA NAS DOENÇAS DE INTERESSE NUTRICIONAL José Francisco Diogo da Silva Junior Mestrando CMANS/UECE

2 Nutrigenética e Nutrigenômica

3 Nutrigenética e Nutrigenômica Genômica nutricional Nutrigenética Nutrigenômica Gene Polimorfismos Nutriente Nutriente Expressão genética Gene Interação

4 Nutrigenética e Nutrigenômica Nutrigenômica: estuda o efeito da regulação da expressão gênica pelos nutrientes e a interação gene-nutriente. Nutrigenética: estuda o efeito da variação genética que modifica o metabolismo dos nutrientes, a utilização e a tolerância a alimentos. A variação genética entre os indivíduos se deve a várias diferenças na sequência dos nucleotídeos do genoma: SNPs (polimorfismo de nucleotídeo único), CNV (variação no número de cópias), inserçãodeleção de nucleotídeos únicos ou fragmentos de genes, substituições e inversões.

5 Nutrigenética Interação genoma-nutriente Absorção dos nutrientes Utilização dos nutrientes Tolerância a alimentos/nutrientes Requerimento nutricional Alimento/Nutriente Nutrigenômica Variação gênica Evolução/Seleção do genoma Taxa de mutação do genoma Programação genética Expressão gênica Stover, P, et al. J Am Diet Assoc. 108 (9), Sep. 2008

6 Genômica nutricional A ideia de que determinadas interações entre dieta/genoma podem causar dano não é nova: Fenilcetonúria (PKU): descrita por Asbjørn em Deficiência na fenilalanina hidroxilase. Galactosemia: descrita por Goppart em Deficiência na GALT (galactose-1-p-uridil transferase).

7 Nutrigenômica

8 Nutrigenética Algumas doenças complexas tem causas múltiplas: Genética vs. Ambiente vs. Comportamento Algumas doenças complexas podem ser causadas por várias vias diferentes: Diabetes tipo 2 pode ser causada pela redução da atividade das células-β pancreáticas, pela redução na sensibilidade à insulina, bem como por fatores ambientais (obesidade, sedentarismo, cigarro, etc.)

9 Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) É a variação genética de apenas um nucleotídeo entre sequências de DNA. 90% da variação genética humana é através dos SNPs. Um SNP ocorre aproximadamente a cada 300 bases no DNA. Isso significa que há cerca de 10 milhões de SNPs entre os 3 bilhões de nucleotídeos do genoma humano. 94% C T T A G C T T 99,9% C T T A G C T T 6% C T T A G T T T 0,1% C T T A G T T T SNP MUTAÇÃO

10 Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)

11 Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) Normal mrna Proteína A U G Met A A G Lys U U U Phe G G C Gly G C A Ala U U G Leu C A A Gln Variante mrna Proteína A U G Met A A G Lys U U U Phe G G U Gly G C A Ala U U G Leu C A A Gln

12 Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) Um SNP geralmente é uma variável binária. A probabilidade de uma mutação se repetir no mesmo locus é bastante pequena Casos de tri-alelos são geralmente considerados ser efeito de erro na genotipagem O nucleotídeo em um SNP é chamado de Alelo maior (se a frequência alélica é > 50%), ou Alelo menor (se a frequência alélica é < 50%) 94% 6% C T T A G C T T C T T A G T T T C: alelo maior T: alelo menor

13 Haplótipos Um haplótipo é um conjunto de SNPs ligados em um mesmo cromossomo Um haplótipo poder ser considerado um conjunto binário já que cada SNP é binário

14 Haplótipos

15 Genetics Home Reference

16 Penetrância e Fatores ambientais Alta penetrância doenças mendelianas de gene único Autossômico dominante, 100% de penetrância Anemia falciforme, daltonismo, fibrose cística Penetrância reduzida, alguns genes levam à predisposição à doença Genes BRCA1 & BRCA2 podem levar ao câncer de mama ou ovário Doenças complexas que necessitam de alelos em vários genes Câncer influenciado pelo ambiente (fumo, exposição aos raios UV) Aterosclerose (obesidade, genética e colesterol) Algumas doenças complexas possuem múltiplas causas Genética vs. ambiente vs. comportamento Algumas doenças complexas pode ser causadas por múltiplas vias metabólicas DMT2 função reduzida das células-β pancreática, produção reduzida da insulina, resistência à insulina, bem como condições ambientais (obesidade, sedentarismo, fumo, etc.)

17 Herdabilidade dos SNPs Anemia falciforme Fibrose Cística Daltonismo Doenças complexas Manolio et al. Nature 461, (2009)

18 Herdabilidade de algumas condições MANOLIO, T. A et al. Finding the missing heritability of complex diseases. Nature, v. 461, n. 7265, p , 2009.

19 Genes de interesse em nutrigenética Doença Diabetes, Tipo II Diabetes, Tipo II Obesidade Doença cardiovascular DHGNA Dislipidemia Hipercolesterolemia Hipertensão Doença Celíaca Colite ulcerativa Doença de Crohn Gene ou Loci CDKAL1, WFS1, KCNQ1, IL2Rα, JA2F1 KIAA0350 FTO, MC4R, PCSK1 6q25, 2q36 PNPLA3 MLX1PL CELSR2 SLC12A3, SLC12A1,KCNJ1 IL-2, IL-21, ECM1, PTPN2, HERC2, STAT3 JAK2, CDKAL1, ITLN1, IRGM

20 Projeto Internacional HapMap

21 Obrigado!