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Polimorfismos do DNA: diversidade e doença

Genética MédicaHenriqueta Coimbra Silva

Variabilidade genética inter-étnica e interindividual

Só 0,1 a 0,5% de diferenças a nível do DNA!

Polimorfismos cada 300 a 500 pb; > 10 7

Variabilidade genética inter-étnica e interindividual

Inúmeras aplicações:

Antropologia

Medicina forense

Medicina clínica

Objectivos

1. Descrever o conceito de polimorfismo;

2. Explicar os polimorfismos como fonte de variabilidade;

3. Descrever as características dos polimorfismos

4. Explicar as consequências dos polimorfismos na expressão génica: polimorfismos funcionais e não funcionais

5. Descrever as aplicações dos polimorfismos

6. Explicar a relação entre polimorfismos e doenças complexas

7. Descrever os métodos de identificação dos loci de susceptibilidade às doenças complexas, as suas vantagens e dificuldades

8. Avaliar a aplicação destes conceitos ao aconselhamento genético das doenças complexas: os exemplos da diabetes tipo 2 e da doença de Crohn

1. Polimorfismo de DNA - conceito

Polimorfismos do DNA:

diferenças na sequência de bases sem consequências patológicas directas

Alelo com frequência na população geralmente > a 1%

Excepções?

Polimorfismo....................................... ....................................... Mutação

Susceptibilidade à doença

> 80%50%< 50%5%

penetrância

1. Polimorfismo de DNA - conceito

Selecção natural

Evolução Sobrevivência

2.Polimorfismos – fonte de variabilidade

0,1 a 0,5% de diferenças a nível do DNA

Novas mutações

Pressão do meio ambiente

Pull genético

Selecção do pull genético

Variabilidade inter-étnica

Frequências alélicas

Variabilidade interindividual

2.Polimorfismos – fonte de variabilidade

2. Polimorfismos – fonte de variabilidade

64% dos caucasianos e 5-10% dos asiáticos

13 a 26% dos caucasianos e 35 a 52% dos asiáticos

42 a 60% dos caucasianos e 16 a 36% dos africanos

NAT2: acetiladores lentos

GSTT1*0/*0

GSTM1*0/*0

RaçasPolimorfismo

Diferenças na resposta a carcinogénios, diferenças na resposta a fármacos,...

Distribuição mundial do grupo sanguíneo B, com orig em na Ásia; este grupo sanguíneo não existe entre certas tribus índi as americanas.

2. Polimorfismos – fonte de variabilidade

Endonucleases de restrição

EcoRI

↓5’ ....AACTGC G AATTC CTTAGACT....3’

3’....TTGACA CTTAA G GAATCTA....5’

↑Reconhecem sequências de restrição

3. Características dos polimorfismos: os RFLPs

Dois alelos possíveis: com e sem sequência de restr ição

3. Características dos polimorfismos: os RFLPs

EcoRI

1 fragmento

2 fragmentos

800 pb

300 pb500 pb

-

+

1º PCR

2º Digestão

3º Electroforese

Técnica de RFLPs 800 pb

500 pb

300 pb

Alelo 1

Alelo 2

1,2 2,2 1,1

3. Características dos polimorfismos: os VNTRs

MinissatélitesMotivos de 6 a 64 pb; arranjos de 0,1 a 20Kb

Quase exclusivamente em DNA não codificante

Localização preferencial nos telómeros

VNTRs: variable number of tandem repeats

DNA satéliteAranjos de 100kb a Mb

Na heterocromatina justa-centromérica

R1 R2 R3

R1 R2

DNA Minissatélite

Família hiper-váriavel

DNA fingerprint

3. Características dos polimorfismos: os VNTRs

Microssatélites (STRs)• Motivos <10 pb; extensão inferior a 150 pb...• Dispersos por todo o genoma• 2% do genoma (60Mb)• 1 em cada 30kb• Em DNA não codificante e codificante• Muito polimórficos (muito informativos)• Instáveis; muito mutáveis (taxa de mutação de 10-3)

3. Características dos polimorfismos: os VNTRs

Os microssatélites têm origem em erros da replicação do DNA

Mapa de STRs do cromossoma Y

Microssatélites:

• 2% do genoma (60Mb)

• 1 em cada 30kb

3. Características dos polimorfismos: STRs

GTA GTA GTA ACTGTTA......TCC

GTA GTA GTA GTA GTA ACTGTTA......TCC

-

+

(GTA)n, n=3

(GTA)n, n=5

(GTA)n753

1º PCR

2º Electroforese

primer primer

primer primer

7,5 7,7 5,5 7,3

266 pb + nx4

(TTTA)n

STR no intrão 4 do gene CYP19 : CYP19(TTTA)n

302pbn=9 310pb

n=11

Marcador: 500 LIZ

3. Características dos polimorfismos: STRs

SNPs: single nucleotide polymorphisms

• Polimorfismos por substituição de um nucleótido

• Grande densidade, 12 x106 loci; 1 cada kb (100 a 300 pb?)

• 80% -90% da variabilidade do DNA

• Tipicamente com 2 alelos; menos variáveis do que os STRs

• Mais estáveis do que os STRs (taxa de mutação de 10-9)

3. Características dos polimorfismos: os SNPs

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/

Os RFLPs são SNPs

The International SNP Map Working Group

The International SNP Map Working Group

3. Características dos polimorfismos: os CNVs

CNVs: Copy-Number Variations

• Duplicações e delecções de longos segmentos do DNA com 1 Kb a 3 Mb

• > 3000 CNVs; 800 com frequência na população > 3% (Wong et al, 2007)

Outros segmentos variáveis constituídos por translocações e inversões de longos segmentos

Variantes estruturais: 15% do genoma

Localização dos CNVs

Wong et al, 2007

CNVs

> 3000 CNVs; 800 com frequência na população > 3% (Wong et al, 2007)

3. Características dos polimorfismos

Menos informativos

??

12 x 106

Elevada densidadeGWA em Doenças complexas

15% do genoma?

SNPs(GWS)

CNVs

Muitos alelosMuito informativos

> 105

Genética forenseMicrossatélites(STRs)

2 alelos> 105RFLPs

Nº de alelosNº de lociTipo de polimorfismo

Haplótipos:• Blocos de SNPs próximos são herdados em conjunto (1 a 100 kb);• Haplótipos com vários SNPs são fenómenos únicos; • Alguns SNPS são suficientes para identificar um haplótipo: Tag SNPS

• Projecto HapMap

3. Características dos polimorfismos: os haplótipos

ACTGACTGAC CCTTACGTTG TACTACGCAT AGATCGGTAA

ACTGACTGAC CCATACGTTG TACTAGGCAT AGATCGGCAA

ACGGACTGAC CCTTACGTTG TACTACGCAT ATATCGGTAA

T/G T/A C/G G/T T/C

3 haplótipos; 5 SNPs em desequilíbrio de ligação alé lico

500 pb

Quantos SNPs precisamos de caracterizar para definir os 3 haplótipos?

3. Características dos polimorfismos: os haplótipos

35%

45%

10%

SNP databases :

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP ; SNPs from the complete genome; More than 6 millionvalidated SNPs

http://hapmap.org/cgi-perl/gbrowse ; Whole genome SNPs in four populations; More than 1 million SNPs

http://gvs.gs.washington.edu/GVS ; Access to dbSNP and HapMap SNPs; 4.3 million SNPs N/A

http://www.pharmgkb.org ; Genes involved in drug metabolism; SNPs from 167 genes

SNP500Cancer http://snp500cancer.nci.nih.gov/home_1.cfm ; Genes involved in cancer; More than13,400 SNPs

NIEHS SNPs Program http://egp.gs.washington.edu ; Environmental response genes; More than 83,000 SNPs

Human Cytochrome P450 (CYP) Allele Nomenclature Committ ee http://www.cypalleles.ki.se ; Humancytochrome P450 genes; SNPs from 25 CYP 450 genes

Cytokine Gene Polymorphism http://www.nanea.dk/cytokinesnps/ ; Cytokine gene polymorphisms inhuman disease; SNPs from more than 40 cytokine genes

Kim S., Misra A. SNP Genotyping: Technologies and Biom edical Applications. Annu Ver Biomed Eng; 2007;9:289-320.

• Não funcionais : não codificantes(>) ou codificantes

• Funcionais

- em regiões codificantes: diferenças qualitativas

- em regiões reguladores (região promotora; 5’UTR, 3’UTR, regiões de splicing, intrões,..): diferenças qualitativas

Taxa de transcrição

Estabilidade do RNA

Processamento do RNA

Ligação a microRNAs

4. Polimorfismos funcionais e não funcionais

SNP sinónimos podem ser funcionais: estabilidade do RNA

17 SNPs com evidência experimental de que interferem com sequências alvo de miRNAs, de 383 previstos

Saunders MA et al, 2007

4. Polimorfismos funcionais e não funcionais

• No DNA não codificante :

Caracterização de indivíduos

Antropologia; Medicina forense

Mapeamento genético (marcadores)

Medicicna clínica (marcadores)

Silenciosos

Interferência com os níveis de expressão génica- eQTL- Expression Quantitative Trait Loci: variantes genéticas que interferem com a expressão de genes associados a doenças complexas

4. Polimorfismos funcionais e não funcionais

No DNA codificante:

• Originando uma proteína com diferente actividade

• Originando ausência de proteína não fundamental

- delecções: GSTM1; GSTT1

- CYP2D6: proteína truncada

• Originando aumento ou diminuição dos níveis de proteína(interferência com a estabilidade do RNA)

Silenciosos: ?

4. Polimorfismos funcionais e não funcionais

Funcionais:?

Polimorfismos do DNA: consequências

Silenciosos(marcadores)

Variabilidade genética

Susceptibilidade às infecções

Susceptibilidade

a genotóxicos

Susceptibilidade a doenças complexas

Raças, altura, cor dos olhos,...

Metabolismo de fármacos

Origem da espécie humana e

das diferentes raças

5. Aplicações dos polimorfismos não funcionais :

Na antropologia

5. Aplicações dos polimorfismos não funcionais

Identificação de vítimas de catástofre por estudos de DNA

Exclusão de paternidade com perfis de polimorfismos de tipo STR

Na medicina forense

5. Aplicações dos polimorfismos não funcionais

Molecular Photofitting

Controlo de transplante medular no tratamento de leucemias

Perfil do dador

Perfil do doente antes do transplante

Perfil do doente algum tempo após o transplante.

O que se pode concluir?

5. Aplicações dos polimorfismos não funcionais

Na clínica

Filho doente(2,2)

Mãe, (1,2)Pai, (1,2)

Conclui que no pai e na mãe o alelo 2 do polimorfismo serve de marcador àpresença da mutação patogénica.

1 12 2

2M

2M

N M N M- Locus do marcador

- Locus da doença

Considere uma doença autossómica recessiva. Um casal saudável tem um filho doente. Recorreu ao estudo de um polimorfismo com dois alelos, 1 e 2.

5. Aplicações dos polimorfismos não funcionais : no aconselhamento genético

GSTM1NAT2CYP2D6CYP2A1.....

5. Aplicações dos polimorfismos funcionais

Cancro do

Pulmão

Bexiga

Estômago

Cólon

Mama

Próstata

...

Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos

Nitrosureias

Arilaminas

Pesticidas

...

Polimorfismos de genes que codificam enzimas de metabolismo

Diferentes capacidades de metabolização/activação de genotóxicos

Diferentes susceptibilidades àdoença

Susceptibilidade a genotóxicos ambientais

NAT2

N-acetiltransferase

Acetiladoresrápidos

Acetiladoreslentos

↓↓↓↓ Eficácia da isoniazida

Tuberculose resistente

hepatites tóxicas

fulminantes64% dos caucasianos e 5-10%

dos asiáticosSulfonamidas

Hidralazina

Dapsona

Nitrazepam,..

5. Aplicações dos polimorfismos funcionais

Farmacogenómica

CYP2D6

Debrisoquinahidroxilase

Metabolizadoresrápidos

Metabolizadoreslentos

β– bloqueantes

Analgésicos

Antiarrítmicos

Antidepressivos

Tamoxifen,....

Metabolizadoresultra-rápidos

5. Aplicações dos polimorfismos funcionais

Farmacogenómica

SIDAGenótipos e susceptibilidade- ao vírus: polimorfismos do CCR5 - ao tratamento:

Del de 32-pb do CCR5 confere resistência aos homozigotos

5. Aplicações dos polimorfismos funcionais

polimorfismos do gene MDR1 que codifica a P-glicoproteína, a qual promove a saída dos antivíricos das células; o genótipo CC associa-se a um aumento da expressão da proteína e confere resistência à terapêutica.

Doença

Polimorfismos do gene PRNP influenciam a susceptibilidade e fenótipos destas doenças

*homozigotia do codão 129M ou 129V -> susceptibilidade

Doenças dos priões:

- genética (mutações do gene PRNP)- não genética (contaminação)

5. Aplicações dos polimorfismos funcionais

Meio ambienteHereditariedade poligénica

Genótipo

H. monogénica

H. multifactorial

6. Polimorfismos e susceptibilidade a doenças complexas

Doenças complexas

6. Polimorfismos e susceptibilidade a doenças complexas

Manolio et al, 2008

Doenças monogénicas Doenças complexas (poligénicas)

Polimorfismo....................................... ....................................... Mutação

Susceptibilidade à doença

> 80%50%< 50%5%

penetrância

Doenças complexas Doenças oligogénicasDoenças

monogénicas

Comparação entre gémeos monozigóticos e dizigóticos

6

39

15

4,84,5

4.8

24-4010

3.5

1548

5

70

78

53

17,890

40

69-9050-60

12.3

7262

30

Epilepsia não traumática

Alzheimer

Esquizofrenia

Esclerose múltiplaAutismo

Diabetes tipo I

Diabetes tipo IID. de CrohnArtrite reumatóide

PsoríaseHTA

Lábio leporino

DizigóticosMonozigóticosDoençaConcordância (%)

Hereditabilidade (h2), fracção da variabilidade do fenótipo atribuível a o genótipo

h2 = 2 x (CMZ - CDZ)

6. Polimorfismos e susceptibilidade a doenças complexas

• A susceptibilidade genética é atribuída ao efeito de múltiplos genes polimórficos, tendo cada um, individualmente, uma contribuição muito ténue –quantitative trait loci ou QTL .

• E a diferenças nos níveis de expressão de múltiplos genes, atribuídas a polimorfismos em sequências não codificantes os eQTL.

Poligénica + Meio ambiente

6. Polimorfismos e susceptibilidade a doenças complexas

Estudos de ligação

Estudos de associação

Identificação de alelos ou segmentos cromosómicostransmitidos juntamente com a doença de geração em geração

Comparação de frequências de alelos entre populações doentes e não doentes

(associações estatísticas)

7. Doenças complexas - Identificação de loci de susceptibilidade

AB CD

AD BD

Estudos de genes candidatos : seleccionam-se genes funcionalmente relacionados com o fenótipo

“Genome wide association scans ”

controlos doentes

O alelo D é mais frequente nos doentes

Estudos de associação

Comparam-se as frequências alélicas entre populações de doentes e saudáveis.

7. Doenças complexas - Identificação de loci de susceptibilidade

Estudos de associação tipo “genome wide associationscans, GWAs”

Estudam-se milhares de SNPs distribuídos por todo o genoma(genome wide scan ) com microarrays em doentes e controlos.

Os SNPs mais frequentes nos doentes assinalam a presença de genes de susceptibilidade próximos, QTLs ou eQTLs.

7. Doenças complexas - Identificação de loci de susceptibilidade

GWAs• Milhares de SNPs (>150.000)• SNPs comuns (freq. alélicas >5%)• Amostras de centenas a milhares de doentes e controlos

(consórcios)• Meta-análises: combinam bases de dados de modo a obter

populações de maior dimensão• Confirmação em estudos posteriores (reprodutibilidade)• Análises estatísticas que permitem incorporar informação de

genótipos não estudados mas que estão em desequilíbrio de ligação com os SNPs estudados (imputation of genotypes) com base no HapMap)

Falsos positivos! Necessários níveis de significância elevados, p<5x 10-7

7. Doenças complexas - Identificação de loci de susceptibilidade

Manolio et al, 2009

GWA em doenças complexas

Diabetes mellitus• 200 milhões de diabéticos no

mundo• DMT2 - 90%• DMT1 -10% • Raras formas monogénicas

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Juvenil

Rara

Anti-diabéticos oraisSem obesidade

Tendência familiarFormas monogénicas

Sem associação ao HLA

>40 anos

6% da população

Anti-diabéticos oraisObesidade

Tendência familiarconcordância MZ – 40-100%

risco para irmãos – 30%

Sem associação ao HLA

Juvenil

0,4% da população

Requer insulinaSem obesidade

Tendência familiarconcordância MZ - 30%

risco para irmãos – 6-10%

Associação ao HLA-DR3 e DR4

Diabetes tipo 1 Diabetes tipo 2 MODY

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Heterogeneidade clínica, causal e genética

DMT2: forma comum, multifactorial, hereditabilidade de 0,26 (0 a 0,85)

Lipodistrofia, HTA, esteatose hepática,...

Lipodistrofia

PPARG

AKT2

Acantosis nigricans, hiperandrogenismoAcção da insulina

Do receptor de insulinaKCNJ11

Surdez, outras anomalias neurológicasGenes mitocondriais

Gene da insulina

NEURODY (MODY 6)

Quistos renais, anomalias renais e genitaisHNF-1β (MODY 5)

Agenesia pancreática e diabetes neonatalem homozigotos

IPF1 α (MODY 4)

Tubulopatia renal; sensibilidade às sulfonilureias

HNF-1α (MODY 3)

Fenótipo ligeiro em heterozigotos; diabetes neonatal em homozigotos

Glucocinase (MODY 2)

↓TG, apoAII, apoCIII, e Lp(a) lipoproteinaSecreção da insulina

HNF-4α (MODY 1)

FenótipoAlteraçãoGene

Formas monogénicas, raras, de DMT2

Factores de risco: história familiar; obesidade

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

0.931.29rs2237892β-cell dysfunctionGWA/2008KCNQ1

0.101.13rs10923931UnknownGWA/2008NOTCH2

0.761.09rs4607103UnknownGWA/2008ADAMTS9

0.901.15rs7578597UnknownGWA/2008THADA

0.271.09rs7961581UnknownGWA/2008TSPAN8/LGR5

0.181.11rs12779790UnknownGWA/2008CDC123/CAMK1D

0.501.10rs864745β-cell dysfunctionGWA/2008JAZF1

0.601.12rs10010131UnknownWFS1

0.471.10rs4430796β-cell dysfunctionHNF1B

0.321.14rs4402960β-cell dysfunctionGWA/2007IGF2BP2

0.831.20rs10811661β-cell dysfunctionGWA/2007CDKN2A/2B

0.321.14rs10946398β-cell dysfunctionGWA/2007CDKAL1

0.691.15rs13266634β-cell dysfunctionGWA/2007SLC30A8

0.651.15rs1111875β-cell dysfunctionGWA/2007HHEX/IDE

0.401.17rs8050136Altered BMIGWA/2007FTO

0.311.37rs7901695β-cell dysfunctionTCF7L2

0.351.14rs5215β-cell dysfunctionCandidate/2003KCNJ11

0.871.14rs1801282Insulin actionCandidate/200PPARG

Risk-allelefrequency

Effect sizeOR

Index variantProbable mechanismApproach/yearLocus (nearestgenes)

Loci associados à diabetes tipo 2 comum

Large scaleassociation/2007

Large scaleassociation/2006

Large scale association/2007

Prokopenko I et al., Trends in Genetics, 2008; 24:613-621

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Dimensão da amostra

inicial réplicas

Freq alélica em controlos

OR

Estudos tipo GWA em diabetes tipo 2

p

Adaptado de Manolio et al, 2009

• Efeito pouco significativo de cada loci – OR<2

• Loci estatisticamente associados à doença – podem não ser as variantes etiológicas

• Alguns loci são referenciados pelo gene candidato mais próximo

• Não há confirmação de causa-efeito

• Marcadores em DL alélica com os genes causais

Os marcadores estão presentes tanto nos doentes como nos não doentes, embora em frequências diferentes

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Valor preditivo da genotipagem para a DMT2?

Van Hoek, et al., 2008.

• 6544 indivíduos; 1287 com DMT2 (caucasianos; Holanda)

• De 18 polimorfismos estudados, 9 revelaram-se factores de risco (ADAMTS9, CDKAL1, CDKN2A, FTO, IGF2BP2, JAZF1, SLC30A8, TCF7L2 e WFS1)

• AUC = 0,6 (95% CI 0,57-0,63) para os polimorfismos

• AUC = 0,66 (95% CI 0,63-0,68) para idade, sexo e IMC

• AUC = 0,68 (95% CI 0,66-0,71) para a associação dos polimorfismos e características clínicas

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Valor preditivo da genotipagem inferior ao do IMC

Ensinamentos dos GWA na DMT2

• Etiopatogenia da doença

- anomalias da secreção da insulina – patologia das células β

• Novos alvos terapêuticos?

- PPARG: codifica os alvo das tiazolidinediona- KCNJ11: codifica parte do alvo das sulfonilureias

• Associação de alguns loci a múltiplos fenótipos - pleiotropismo- HNF1B e JAZF1 e cancro da próstata e CDKAL1 e doença de Crohn

• Mutações em alguns do genes identificados associam-se a formas monogénicas –PPARG, KCNJ11, HNF1B e WFS1

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Ensinamentos dos GWA na DMT2

Perfil de susceptibilidade

- Identifica <10% da presdisposição hereditária para DMT2 (missing hereditability or genetic dark matter”)

- Identifica diferenças de risco de 4x (perfil genético de menor risco e perfil de maior risco)

- A avaliação do risco pela idade, IMC, idade e género tem maior valor preditivo

Lango H. et al, 2008

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

Aplicações:

• Testes de susceptibilidade e não de diagnóstico

Motivação para medidas preventivas: dieta, exercício físico

• Esclarecimento sobre os mecanismos etiopatogénicos da doença

• Identificação de novos alvos terapêuticos

• Selecção terapêutica

8. Susceptibilidade a doenças complexas: DMT2

8. Susceptibilidade a doenças complexas: Crohn

Doença de Crohn

• Doença inflamatória intestinal

• 54 a 214/100.000

• Hereditabilidade de 0,8

• Factores do meio: tabaco

Ulcerações DiarreiaHemorragiasDores abdominaisPerda de pesoFistulizaçãoObstrução

Associação a SNPS em vários genes:CARD15 (NOD2);

IL23R,

ATG16L1

CARD15 – identificado inicialmente em estudos de ligação

8. Susceptibilidade a doenças complexas: Crohn

Só estão identificados os alelos de risco para o CARD15 e o ATG16L1

Limbergen JV et al, 2009

CARD15 (caspase activation recruitment domain 15): codifica uma proteína reguladora do NF-kB

Variantes: R702W; G908R; L1007fs (origina uma proteína truncada)

8. Susceptibilidade a doenças complexas: Crohn

Limbergen JV et al, 2009Bactérias Gram-negativas

Etiopatogenia da doença – genes de proteínas envolvidas:

• na resposta imunitária inata : CARD15, TLR4, CARD9;

• na diferenciação de linfócitos Th17 : IL-23R, JAK2, STAT3, CCR6, ICOSLG;

• na autofagia : ATG16L1; IRGM, LRRK2

• na manutenção da barreira epitelial : IBD5, DLG5, PTGER4, ITLN1, DMBT1 e XBP1;

• na resposta imunitária secundária : região-HLA, TNFSF15/TL1A, IRF5, PTN2, PTN22, NKX2-3, IL-12B, IL-18RAP, MST1.

Novos alvos terapêuticos?

8. Susceptibilidade a doenças complexas: Crohn

1,0

2,1

1,3

8,2

16,5

10,2

2,0

4,0

2,5

0,9

1,8

1,1

Não fumadores

Fumadores

Desconhecido

Pais

1,3

2,7

1,7

10,7

21,4

13,2

2,6

5,2

3,2

1,2

2,3

1,4

Não fumadores

Fumadores

Desconhecido

Descendentes

2,24,42,7

17,535,021,7

4,2

8,5

5,3

1,93,82,3

Não fumadores

Fumadores

Desconhecido

Irmãos

Parentesco com o doente Hábitos tabágicos 0 1 2

Não genotipado

Risco (%) associado ao nº de alelos mutados do CARD15

Risco absoluto de desenvolver doença de Crohn em familiares

Lewis et al, 2009

8. Susceptibilidade a doenças complexas: Crohn

Risco para a população geral?

8. Susceptibilidade a doenças complexas: Crohn

Na presença de alelos de risco em 4 loci: ATG16L1; IBD5, IL3R e NOD2

→ Penetrância <2%

Utilidade da genotipagem??• > 14% da população tem pelo menos uma variante do CARD15• 52% da população tem pelo menos uma variante do ATG16L1• Sensibilidade e especificidade do diagnóstico genético?

FuturoModelos com mais variantes genéticas?Associar outros factores: idade do diagnóstico?

Okazaki T et al, 2008

CGEMS: Cancer Genetic Markers of Susceptibility

Prostate cancerBreast cancerPancreatic cancerLung cancerBladder cancerRenal cancer

STAMPEED: SNP typing for Association with Multiple Phenotypes from Existing Epidemiologic Data

Early-onset myocardial infarctionAsthmaEarly coronary artery diseaseCV eventsCardiovascular risk factorsChildhood respiratory outcomesCentenarians,...

GEI: Genes, Environmemt and Health Initiative

Type 2 diabetesMaternal metabolism and birth weightOral cleftsDental caries Coronary diseaseLung cancerAddiction

GAIN: genetic association information network

Attention deficit hyperactivity disorderMajor depressive disorderSchizophreniaType I diabetic nephropathyPsoriasis

Manolio TA, et al, 2008

Fenótipos em estudo por consórcios com metodologia GWA

Futuro• Identificação dos genes causais

• Estudo de CNVs?

• Estudo de SNPs raros (1-5% da população) em regiões com forte DL com doenças complexas – 1000 Genomes Project

• Previsão integrada do risco: associar factores de risco conhecidos (idade, sexo, factores ambientais,...) ao risco genético

• Avaliação do valor preditivo dos modelos

• Avaliação dos resultados: a genotipagem traduziu-se em melhorias para os doentes/portadores?

Medicina personalizada

Perfil genético individual

Susceptibilidadegenética

Prevençãoprimária

ERBB2

Selecçãoterapêutica

Identificação de novos alvos terapêuticos

Prevençãosecundária

Valor preditivo da genotipagem para a DMT2?

Polimorfismos e doenças complexas: DMT2

AUC (area under the receiver operating characteristic curve)

Varia de 0,5 (teste não discriminativo) a 1 (100% de eficácia)

Avalia a sensibilidade e a especificidade e o valor preditivo