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Londrina 2015
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU MESTRADO EM ODONTOLOGIA
ADRIANA FUJIMURA PROENÇA
IMPACTO DA HERANÇA GENÉTICA NA SUSCETIBILIDADE À DOENÇA CÁRIE DENTÁRIA EM ESCOLARES DE 12 ANOS NO MUNICÍPIO DE IBIPORÖPR: AVALIAÇÃO
EPIDEMIOLÓGICA
ADRIANA FUJIMURA PROENÇA
Cidade ano
AUTOR
Londrina
2015
IMPACTO DA HERANÇA GENÉTICA NA SUSCETIBILIDADE À DOENÇA CÁRIE DENTÁRIA EM ESCOLARES DE 12 ANOS NO MUNICÍPIO DE IBIPORÖPR: AVALIAÇÃO
EPIDEMIOLÓGICA
Dissertação apresentada à UNOPAR, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Odontologia. Orientadora: Profª. Drª. Regina Célia Poli-Frederico
ADRIANA FUJIMURA PROENÇA
IMPACTO DA HERANÇA GENÉTICA NA SUSCETIBILIDADE À DOENÇA CÁRIE
DENTÁRIA EM ESCOLARES DE 12 ANOS NO MUNICÍPIO DE IBIPORÃ-PR: AVALIAÇÃO EPIDEMIOLÓGICA
Dissertação apresentada à UNOPAR, no Mestrado em Odontologia, área e
concentração em Dentística como requisito parcial para a obtenção do título de
Mestre conferida pela Banca Examinadora formada pelas professoras:
_________________________________________ Profª. Drª. Regina Célia Poli-Frederico - orientadora
UNOPAR
_________________________________________ Profª. Drª. Sandra Kiss Moura
UNOPAR
_________________________________________ Profª. Drª. Sandra Mara Maciel
Universidade Estadual de Maringá
Londrina, 26 de fevereiro de 2015.
ʺPesquiso para constatar,
constatando, intervenho,
intervindo, educo e me educo.
Pesquiso para saber o que ainda não conheço,
e comunicar ou anunciar a novidade.
Afinal, minha presença no mundo
não é a de quem a ele se adapta mas,
a de quem a ele se insere.
É a posição de quem luta para não ser apenas objeto,
mas também sujeito da História.ʺ
Paulo Freire
AGRADECIMENTOS
Nada na vida conquistamos sozinhos. Muitas vezes um simples
gesto pode mudar a nossa vida e contribuir para o nosso sucesso. Este trabalho
não é resultado apenas de um esforço individual. Ele nasceu de significativas
contribuições que recolhi durante minha trajetória profissional, acadêmica e como
cidadã, ao lidar com pessoas e instituições que foram fundamentais a essa
construção. Foi realizado com a participação direta e indireta de várias pessoas e
instituições, às quais agradeço imensamente pela colaboração.
Agradeço profundamente à Direção da UNOPAR, professores do
Mestrado e aos funcionários, pelo acolhimento, atenção e principalmente pelo
ambiente acadêmico aberto ao pensamento crítico e ao debate de ideias.
À minha orientadora, Profa. Dra. Regina Célia Poli-Frederico, pela
amizade, dedicação, paciência e orientação precisa ao longo desses anos.
Agradeço por sua cumplicidade e responsabilidade direta na construção desta
Dissertação.
Aos membros da banca examinadora, professoras Dra. Sandra Mara
Maciel e Dra. Sandra Kiss Moura, por terem aceitado participar da avaliação deste
trabalho, e pela significante contribuição para seu aprimoramento; contribuíram com
importantes e enriquecedoras sugestões.
À Secretária de Saúde de Ibiporã, Dra. Leilaine Furlaneto Rodrigues,
e Coordenadora de Odontologia, Dra. Patrícia Piazzalunga, pela visão, oportunidade
e confiança sempre depositada em minha pessoa.
À Secretaria de Educação de Ibiporã, que colaborou na busca ativa
dos escolares que participaram da pesquisa, fornecendo o endereço e telefone para
contato dos mesmos.
Às famílias visitadas, que concordaram em participar desta pesquisa
e prontamente me acolheram em seus lares, pela inestimável ajuda ao se disporem
a ser submetidos ao exame clínico e entrevista, o que contribuiu para que este
trabalho pudesse ser realizado.
Aos meus pais, Armando e Sizuco Fujimura, pessoas maravilhosas
que por uma vida de dedicação, amor e muito trabalho, sempre possibilitaram a seus
filhos a oportunidade de realizar sonhos e conquistas, nos ensinando a trilhar nossos
caminhos.
Aos meus irmãos, Alessandra, Érika, Amanda e Armando, exemplos
de dignidade, bondade, caráter e principalmente do amor ao próximo. Aos sobrinhos
queridos, Davi e Armandinho, preciosos tesouros da família, e que trouxeram muita
alegria para nossos corações.
Ao meu querido esposo Wander de Lara Proença, pelo carinho,
força, paciência e auxílio técnico, mas, principalmente, por fazer parte, sem dúvida
alguma, dos melhores momentos da minha vida.
Aos meus amigos que de uma forma ou de outra contribuíram com
sua força e estímulo para que eu conseguisse completar este percurso.
A Deus, que por sua presença, luz e força, sempre me abençoa e
capacita para tudo aquilo a que Ele me destina.
FUJIMURA PROENÇA, Adriana. Impacto da herança genética na suscetibilidade à doença cárie dentária em escolares de 12 anos no município de Ibiporã-Pr: avaliação epidemiológica. 102 folhas. [Dissertação de Mestrado]. Programa de Pós-Graduação em Odontologia – Universidade Norte do Paraná, Londrina, 2015.
RESUMO
Os fatores genéticos podem desempenhar um importante papel na suscetibilidade à cárie dentária da população humana. O objetivo deste estudo foi investigar, por meio de Análise de Segregação Complexa (CSA), o padrão intergeracional na ocorrência de cárie em famílias brasileiras. Métodos: Este foi um estudo transversal, genética epidemiológica observacional. A amostra foi composta de 21 famílias cujos probandos exibiram altos níveis de cárie (CPOD> 4,5). Todos os participantes foram submetidos a um exame oral. A cárie dentária foi registrada de acordo com o índice CPOD (dentes cariados, perdidos e obturados), de acordo com as diretrizes da Organização Mundial de Saúde e a presença de gengivite foi avaliada usando o índice de sangramento gengival. Foi aplicado um questionário para identificar o perfil sociodemográfico e as práticas em saúde bucal. A análise de regressão linear simples e múltipla foram realizados para testar a associação entre cárie dentária e as variáveis independentes. A significância estatística foi considerada no nível de 5%. O programa S.A.G.E dirigiu a ASC. Resultados: A prevalência de cárie foi de 89,2%. As seguintes variáveis foram associadas: gengivite, uso de flúor, visitas e número de visitas ao dentista por ano e recebimento de informação prévia sobre saúde bucal. Na análise múltipla apenas a gengivite permaneceu associada (p = 0,005). A relação masculino / feminino foi de 1: 1.07. A análise visual dos genograms identificou um padrão familiar que sugere a predominância do modelo autossômico dominante. A freqüência do alelo de resistência "A" foi estimada em 0,22. O valor médio foi de 1,35 para AA e AB e 3,95 para BB. Conclusão: Os resultados do presente estudo evidenciam à presença de um gene principal com um efeito dominante controlando o aparecimento da cárie dentária, dentro da mesma família. Palavras-chave: Cárie dentária; Genética epidemiológica; Reabilitação Suscetibilidade.
FUJIMURA PROENÇA, Adriana. Impact of genetics in susceptibility to dental caries in schoolchildren from 12 years in the municipality of Ibiporã-Pr: epidemiological assessment. 102 sheets. [Master's Dissertation]. Graduate Program in Dentistry - University of Northern Paraná, Londrina, 2015.
ABSTRACT
Genetic factors may play an important role in the susceptibility to dental caries of the human population. The objective of this study was to investigate, by means of Complex Segregation Analysis (CSA), the intergeneration pattern in the occurrence of caries in Brazilian families. Methods: This was a cross-sectional, observational genetic epidemiological study. The sample consisted of 21 families whose probands exhibited high levels of caries (DMFT>4.5). All participants underwent an oral examination. Dental caries was recorded according to the DMFT index (decayed, missing, and filled teeth), according to World Health Organization guidelines and the presence of gingivitis was assessed by using the gingival bleeding index. A questionnaire was applied to identify the sociodemographic profile and practices on oral health. Simple and multiple linear regression analysis were performed to test the association between dental caries and the independent variables. Statistical significance was considered at the 5% level. The S.A.G.E program drove the CSA. Results: The prevalence of caries was 89.2%. The following variables were associated with a higher score of the decay component: gingivitis, use of fluoride, visiting and number of visits to the dentist per year and prior information received about oral health. In the multiple analysis only gingivitis remained associated (p = 0.005). The male/female ratio was 1:1.07.The visual analysis of genograms identified a family pattern that suggests the predominance of the autosomal dominant model. The frequency of resistance allele "A" was estimated at 0.22. The mean decay value was 1.35 for AA and AB genotypes and 3.95 for BB. Conclusion: The results of the present study provide evidence as to the presence of a major gene with a dominant effect controlling the appearance of dental caries, within the same family. Key words: Dental caries; Genetic epidemiology; Oral rehabilitation; Susceptibility.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ASC Análise de Segregação Complexa
CEO Centro de Especialidades Odontológicas
CNS Cadastro Nacional de Saúde
CPO-D Índice de Dentes Permanentes Cariados, Perdidos e Obturados
DC Dentes Cariados
ICDAS International Caries Detection and Assessment System
OMS Organização Mundial da Saúde
SAGE Statistical Analysis for Genetic Epidemiology
SBBrasil Pesquisa Nacional de Saúde Bucal
SPSS Programa Statistical Package for Social Science
UBS Unidade Básica de Saúde
d Grau de dominância do gene principal.
"Q" Frequência alélica do gene principal "A".
"µ" Genotípica significa para genótipo (AA, AB, ou BB), ajustado para efeitos de
covariáveis.
"σ2" Variância residual do fenótipo.
"ρ" Correlação Familial
"β" Coeficientes de regressão covariável
s ou Taus Parâmetros de probabilidade de transmissão
"" AA, AB, BB Probabilidades de transmissão do alelo A para os genótipos AA,
AB e BB, respectivamente
-2lnL Índice de verossimilhança máxima
² Qui-quadrado
p Significância
P.E Número de parâmetros estimados
A.I.C Usado para comparar modelos não relacionados
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO......................................................... ...............................10
2 REVISÃO DE LITERATURA .........................................................................13
2.1 FATORES GENÉTICOS ASSOCIADOS À CÁRIE DENTÁRIA.........................13
2.2 EPIDEMIOLOGIA GENÉTICA.................................. ..............................15
2.3 A CONSTRUÇÃO DO HEREDOGRAMA................................................ .....18
3 PROPOSIÇÃO.................................................................. ..............................20
OBJETIVO GERAL .................................................................................................20
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.......................................................................................20
4 ARTIGO..........................................................................................................21
4.1 INTRODUÇÃO..................................................................................................23
4.2 MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................26
4.2.1 DELINEAMENTO DO ESTUDO .......................................................................26
4.2.2 DEFINIÇÃO DA AMOSTRA............................................ ..............................26
4.2.3 COLETA DE DADOS......................................................................................26
4.2.4 MÉTODOS ESTATÍSTICOS .............................................................................28
4.2.5 RESULTADOS............................................................ ..............................29
AVALIAÇÃO DOS HEREDOGRAMAS E ANÁLISE DE SEGREGAÇÃO COMPLEXA.............32
4.2.6 DISCUSSÃO............................................................. ..............................37
4.2.7 CONCLUSÕES.......................................................... ..............................39
4.2.8 REFERÊNCIAS DO ARTIGO...................................................................40
4.2.9 AGRADECIMENTOS........ ....... .. .......... ....... ........ ... .... ...... ....... .44
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS..........................................................................45
6 REFERÊNCIAS........................................................................ .....................46
ANEXOS............................................................................................................52
ANEXO A - Códigos e símbolos padrão e odontológicos utilizados para gerar o
heredograma ....................................................................... ..............................53
ANEXO B - Parecer do Comitê de Ética ..........................................................54
ANEXO C - Termo de Consentimento Livre e Esclarecido................... ............57
ANEXO D - Formulário de Entrevista.............................................................59
ANEXO E - Heredogramas das 21 famílias....................................................63
ANEXO F - Artigo ........................................................................................74
ANEXO G - Normas de formatação da Revista................................................90
10
1 INTRODUÇÃO
A cárie dentária representa o principal agravo à saúde bucal no
mundo todo, exercendo enorme impacto no sistema de saúde público de países
desenvolvidos e industrializados (Petersen, 2003; Fejerskov, 2004). Apesar de, nos
últimos anos, ter havido expressivo declínio em sua prevalência em países em
desenvolvimento e desenvolvidos, esta doença continua a afetar a maioria dos
adultos e de 60 a 90% das crianças em idade escolar (Petersen, 2003).
O impacto da cárie sobre indivíduos e comunidades vai além da dor
e sofrimento, podendo haver comprometimento da função e redução da qualidade
de vida (OMS, 2003). É dispendiosa e representa a quarta doença mais cara para o
tratamento no mundo industrializado. O acesso ao tratamento adequado é difícil em
muitos países de baixa renda, e, se o tratamento estivesse disponível em tais
países, seu custo somente em crianças, excederia o orçamento no cuidado de
saúde geral de todas as crianças (Yee; Sheiham, 2002).
Trata-se de uma doença crônica, multifatorial, de natureza
complexa, necessitando da interação entre microrganismos patogênicos e dieta
cariogênica, em hospedeiro que ofereça ambiente adequado, durante certo período
de tempo (Thylstrup, Fejerskov, 2001; Featherstone, 2004). Além de processos
biológicos, condições socioeconômicas podem interferir na ocorrência da cárie
dentária, a qual acomete, com maior extensão e gravidade, grupos menos
favorecidos, evidenciando um quadro de iniqüidade na distribuição do agravo
(Narvai et al., 2006).
O padrão intrafamiliar nas condições de saúde bucal tem sido o alvo
da atenção de alguns autores. Entre as primeiras publicações sobre o assunto,
encontram-se duas clássicas séries de estudos epidemiológicos sobre a ocorrência
de cárie em membros da mesma família. A partir das mesmas, tendências
importantes foram apontadas, como a existência de uma similaridade na experiência
de cárie entre irmãos (Garn et al., 1976); semelhanças no padrão de doença bucal
entre maridos e suas esposas (Klein, 1946; Garn et al., 1976) e o reflexo do status
de saúde bucal dos pais nas condições bucais dos filhos (Klein, 1946, 1947; Garn et
al., 1976).
Resultados de pesquisas posteriores confirmaram este padrão
11
familiar similar na experiência de cárie. Diferentes hipóteses foram levantadas,
buscando-se as prováveis explicações para o mesmo. Razões ambientais,
envolvendo fatores microbiológicos (Aaltonen, 1994) e alimentares (King, Shaw,
Murray, 1980), assim como razões genéticas (Garcia-Godoy, Mañón Rossi, 1986).
Estudos atuais continuam a identificar as influências de fatores
genéticos na suscetibilidade à cárie dentária na população humana (Deeley et al.,
2008; Patir et al., 2008; Ozturk et al., 2010). Recentemente, Werneck et al. (2011)
utilizando o modelo da Análise de Segregação Complexa (ASC), conduziram um
estudo em uma comunidade isolada do norte do Brasil, no qual estas influências
foram confirmadas. Vale destacar que a ASC é um método de observação, utilizado
na genética epidemiológica, que auxilia na determinação da presença de um ou
mais genes principais dentro das famílias, o que explicaria toda ou parte da
agregação familiar da característica de interesse observada (Mossey, 1999). Por
meio deste modelo, torna-se possível estabelecer se o padrão de herança do
fenótipo entre os familiares é compatível com um ou mais genes principais ou
simplesmente deve-se ao compartilhamento dos mesmos fatores ambientais (Cruz,
Oliveira, 2007).
O levantamento epidemiológico da população estima a condição de
saúde bucal de diferentes grupos populacionais. O seu conhecimento é
indispensável para a proposição de ações adequadas às necessidades e riscos
(Sales-Peres, Bastos, 2002). Portanto, o conhecimento da situação epidemiológica
da população torna-se essencial tanto para o nível de planejamento, quanto para o
de execução de serviços odontológicos, constituindo-se no caminho correto de
equacionamento dos problemas de saúde e doença de cada comunidade (Pinto,
2000).
Apesar destes esforços tanto de investigações genéticas, quanto
daquelas realizadas em outras áreas da odontologia, o Brasil, de um modo geral,
ainda não atingiu as metas preconizadas pela Organização Mundial da Saúde
(OMS). Para o ano 2010 foi estabelecido um CPO-D (índice de dentes permanentes
Cariados, Perdidos e Obturados) máximo de 1 para crianças de 12 anos de idade,
sendo que os resultados do SBBrasil 20101 (Brasil, 2011) apontaram para um CPO-
1 Quarto levantamento epidemiológico de âmbito nacional na área de Saúde Bucal, intitulado SBBrasil 2010 –
Pesquisa Nacional de Saúde Bucal. Esse estudo analisou a situação da saúde bucal da população brasileira com
12
D de 2,1 para esta idade. Entre as metas de saúde bucal estabelecidas para 2020
estão: baixar o CPOD aos 12 anos, em especial entre os grupos de alto risco
(Hobdell et al., 2003).
Em outubro de 2012, a Secretaria de Saúde de Ibiporã-PR, realizou
um levantamento epidemiológico que avaliou os principais agravos em saúde bucal
da população escolar, tendo sido observado o CPO-D igual a 1,8 aos 12 anos de
idade (Ibiporã, 2013).
Este trabalho surgiu da necessidade de uma melhor compreensão
do porque da existência de crianças livres de cárie mesmo apresentando fatores de
risco aumentando a suscetibilidade ao desenvolvimento da cárie dentária. Além
disso, no último levantamento epidemiológico realizado no município de Ibiporã,
percebeu-se uma estabilidade nos índices ceo e CPO-D. Portanto, torna-se
fundamental a investigação de fatores de risco sociodemográficos, comportamentais
e genéticos que estariam contribuindo para manutenção da ocorrência da doença
em determinados grupos de indivíduos. O diagnóstico de saúde proporcionado pela
epidemiologia está inserido dentro das estratégias globais de planejamento e
avaliação nos serviços de saúde (Hobdell et al., 2003).
Os dados coletados nessa pesquisa, e as análises elaboradas no
texto a seguir, buscam contribuir para um diagnóstico mais preciso desse quadro,
com possíveis encaminhamentos para intervenção nessa realidade.
o objetivo de proporcionar ao SUS informações úteis ao planejamento de programas de prevenção e tratamento, tanto em nível nacional, quanto no âmbito estadual e municipal.
13
2 REVISÃO DE LITERATURA - CONTEXTUALIZAÇÃO
2.1 FATORES GENÉTICOS ASSOCIADOS À CÁRIE DENTÁRIA
Segundo Keyes (1960) e Evans et al. (1993) os fatores genéticos
que contribuem para o desenvolvimento da doença cárie estão relacionados com a
estrutura e a composição do dente, a resposta imune do hospedeiro, o metabolismo
do açúcar e a função das glândulas salivares. A doença cárie não se enquadra no
modelo monogênico, porém, existem várias características mendelianas
influenciando direta e indiretamente a resistência ou suscetibilidade à essa doença
(Robinson, Borges-Osório, 2006).
Estudos em gêmeos monozigóticos sugerem que aproximadamente
50% das lesões de cárie podem ser atribuídas a fatores hereditários. Estudos
comparativos em gemelares mostram que os gêmeos monozigóticos apresentam
menor diferença quanto à distribuição de cárie dentária do que os gêmeos
dizigóticos, e esses, por conseguinte, menos do que as crianças não aparentadas
(Goldberg, 1930; Horowitz, Degeorge, 1958; Mansbridge, 1959; Finn, 1963).
Em relação ao sequenciamento do genoma humano, a Odontologia
também já se beneficia dos conhecimentos teóricos e tecnológicos, com aplicações
no diagnóstico, prognóstico e tratamento de doenças humanas em busca de melhor
qualidade de vida (Robinson, Borges-Osório, 2006).
Um forte componente genético afetando a dentição decídua
resultando maior incidência de cárie foi encontrado (Bordoni, et al., 1973). Tal
associação não foi mais avaliada, e a morfologia e o tempo de erupção foram
considerados fatores principais.
Em um único estudo de ligação desenvolvido em humanos (Vieira et
al., 2008), por meio de um “scan genômico”, com 392 marcadores evidenciaram a
ligação entre a cárie e 3 loci genômicos para baixa suscetibilidade à esta doença
(5q13.3, 14q11.2 e Xq27.1) e 2 para alta suscetibilidade (13q31.1 e 14q24.3).
Atualmente, fatores genéticos, como antígeno leucocitário humano
(HLA) têm sido sugerido como um fator predisponente para a cárie precoce na
dentição decídua. O Streptococcus mutans são um dos fatores etiológicos mais
importantes da cárie e o sistema imunológico do indivíduo, que protege o corpo
contra micro-organismos, pode ter um papel importante (Bagherian, 2008).
14
Em 2005, foram publicados estudos da associação entre variantes
genéticas e cárie em humanos, tais como: genes relacionados ao desenvolvimento e
mineralização do esmalte: Amelogenina e Tuftelina (Slayton et al., 2005; Deeley et
al., 2008; Kang et al., 2011), genes relacionados a resposta imune (HLA-DQ2 –
Valarini, et al., 2012), genes relacionados com a composição da saliva: Anidrase
carbônica salivar (Peres, et al., 2010) e genes relacionads ao paladar: TAS2R38,
TAS1R2, GNAT3 (Ramos et al., 2009 e Wendell et al., 2010).
Um estudo pangenômico de associação (“genome wide association”
– GWA) investigou a ocorrência da cárie em crianças (Shaffer et al., 2011). Esta
pesquisa investigou 1.305 crianças americanas de 3 a 12 anos de idade, mas sem
resultados significativos, entretanto, alguns loci (ACTN2, MTR, EDARADD, MPPEN2
e LPO) com papel biológico importante na cárie exibiram evidencia sugestiva de
associação. Este estudo reforçou a complexidade da doença cárie, sugerindo o
envolvimento de vários loci com efeitos pequenos na cariogênese.
Wang et al. (2012) conduziram o primeiro GWAS para identificar
genes que afetam a suscetibilidade à cárie em adultos. Embora não tenha sido
observado signicância estatística, os autores encontraram loci sugestivos dentro ou
perto de genes com efeitos biológicos para cárie dentária, incluindo RPS6KA2 e
PTK2B, envolvidos na sinalização MAPK dependente p38, e RHOU e FZD1,
envolvidos na cascata de sinalização Wnt. Ambas vias de sinalização têm sido
implicadas na cárie dentária. ADMTS3 e ISL1 estão relacionados com o
desenvolvimento dentário e TLR2 está envolvido na resposta imune para patógenos
orais.
Esses resultados revelam a existência de fatores genéticos na
suscetibilidade à cárie, porém, nenhum marcador molecular foi identificado até o
momento. A identificação desses marcadores relacionados a esta doença pode
contribuir para a melhor caracterização dos diferentes tipos e graus desta, e o uso
de técnicas de biologia molecular pode tornar o tratamento mais efetivo (Robinson,
Borges-Osório, 2006).
Sabe-se que os recursos no Serviço Público são escassos e por
isso, é possível realizar uma análise genética utilizando uma metodologia de
observação, sem a necessidades do uso de DNA, através de uma análise visual dos
heredogramas e do fenótipo DC presente entre os familiares.
15
2.2 EPIDEMIOLOGIA GENÉTICA
A epidemiologia genética evoluiu de uma abordagem apenas em
doenças mendelianas raras para a análise de características complexas, ou seja,
aquelas que estão relacionadas a um grande número de fatores, muitas vezes de
difícil identificação. Com a obtenção de informações precisas sobre a sequência de
genes ao longo do genoma humano, o interesse da epidemiologia genética em
desvendar a natureza dos fatores que influenciam essas características se tornou
essencial (Krieger, Feitosa, 2002).
Os métodos analíticos vêm recebendo contínua atenção na análise
de doenças complexas e sua importância para esse tipo de estudo é medida pela
metodologia inovadora observada nos últimos anos (Krieger, Feitosa, 2002).
Os métodos analíticos estão divididos em:
a) Genética Epidemiológica Molecular:
A análise de ligação é o método principal utilizado para mapear
doenças mendelianas e também tem desempenhado um papel na tentativa de
mapear doenças complexas. Examina a co-segregação dentro de cada família, de
um gene marcador e um fenótipo e determina se o marcador e a característica estão
fisicamente ligados, ou seja, se existe proximidade mensurável entre genes ao
longo do cromossomo (Krieger, Feitosa, 2002). Nessa análise, amostras biológicas
são coletadas de famílias em que há agregação com no mínimo três gerações de
indivíduos acessíveis, na busca de base genética de um dado fenótipo complexo. A
família é acessada a partir de um probando e não aleatoriamente na população
(Thomas , 2004).
No estudo de associação é realizada uma análise estatística entre
uma amostra de indivíduos com o fenótipo de interesse (amostra caso), e uma
amostra de indivíduos sem o fenótipo (controle), ou seja, com marcadores genéticos
com localização cromossômica conhecida. É o estudo mais frequente na literatura,
mas não o mais informativo. Ela é útil para a confirmação de suspeita da
participação de um determinado alelo na manifestação de uma certa característica
ou de um alelo existente em um locus próximo ao locus responsável pela
característica (Krieger, Feitosa, 2002). Os resultados positivos na análise de ligação
direcionam para o desenvolvimento de diagnósticos moleculares, e resultados
positivos na associação significam diagnósticos de predisposição da condição em
questão (Cruz, Oliveira, 2007).
16
b) Genética Epidemiológica de Observação:
A agregação familial é o primeiro passo para análise genética de
qualquer característica. Significa o compartilhamento entre membros da família, de
genes e dos mesmos fatores ambientais. Esta agregação é comprovada pela maior
semelhança fenotípica entre pares de parentes do que entre indivíduos não-
aparentados (Elston, 2000; Rice, Borecki, 2001). Essa agregação familial pode ser
medida pela correlação fenotípica entre pares de indivíduos (pares de irmãos, pai-
filho, cônjuges etc.) (Krieger, Feitosa, 2002).
Para uma melhor compreensão a análise de segregação pode ser
dividida em duas fases: a clássica e a complexa (Morton et al., 1983).
Os métodos clássicos estão fundamentados na estimação e teste de
razões de segregação (Rao et al., 1974) determinados pelos efeitos de um único
gene. Ela não requer informações a respeito dos genótipos. Por se tratar de uma
análise de agregação familiar, foca o padrão de segregação dentro de cada família,
individualmente, ao invés da média da população. Apesar de ser possível fazer esse
tipo de investigação em núcleos familiares ou em heredogramas pequenos, os
heredogramas mais extensos são mais informativos (Thomas, 2004).
Modelos mais abrangentes de análise de segregação foram
desenvolvidos para abordar os problemas gerados por fenótipos complexos (Lalouel
et al., 1983; Bonney, 1984; Hasstedt, 1982; Blangero, Konigsberg, 1991).
A Análise de Segregação Complexa (ASC) é uma ferramenta
importante da epidemiologia genética de observação, pois, é o primeiro passo em
direção ao entendimento da natureza do componente genético controlando a
suscetibilidade à doença, e seus resultados possibilitam a realização de futuras
pesquisa com o objetivo de mapear regiões cromossômicas envolvidas no
desenvolvimento da cárie em populações humanas (Werneck et al., 2011).
A análise de segregação auxilia na determinação da presença de um
ou mais genes principais dentro das famílias que podem explicar toda ou parte da
agregação familiar da característica de interesse observada (Burton, Tobin e Hopper,
2005). Assim, é possível estabelecer se o padrão de herança do fenótipo entre os
familiares é compatível com um ou mais genes principais ou simplesmente pelo
compartilhamento dos mesmos fatores ambientais2 (Cruz, Oliveira, 2007).
2 Figura 01 Análise de Segregação Complexa
17
Figura 1 . Análise de Segregação Complexa
Populações isoladas e geneticamente homogêneas são
consideradas ideais em estudos dessa natureza. Como essas populações são muito
raras, uma estratégia é a estratificação de populações não ideais, buscando assim
minimizar um viés nos resultados (Gass, et al., 2003).
Em relação à cárie dentária, apenas uma ASC foi conduzida até o
momento. Neste estudo de Werneck et al. (2011), foram observados dois fenótipos
quantitativos (CPO-D e DC) em uma amostra populacional de famílias multiplex3
residentes em uma colônia isolada na Amazônia no estado do Pará. Os autores
descreveram que o melhor modelo para o CPO-D foi o codominante e para o
fenótipo DC foi o dominante. Identificaram um efeito de um gene principal (modelo
dominante) controlando a resistência ao fenótipo. A frequência observada neste
estudo para o alelo resistente A foi de 0,63 e a média de número de DC para os
genótipos AA/AB foi 1,53 e para e BB 9,53.
Segundo Werneck et al. (2011) a ASC é ideal para a identificação do
modelo genético por trás de um fenótipo específico, porém, com uma série de
limitações. Diferentes estratégias de ajuste para variáveis não-familiares podem
resultar em achados discordantes em estudos independentes. Essa população
multiplex foi homogeneamente exposta a fatores de risco a cárie, minimizando o
3 Mais de um indivíduo afetado na família (Blanco, 1998).
18
impacto da variabilidade não familiar e aumentando o poder de análise (estudo em
uma população isolada da Amazônia). Ressalta-se que, para uma investigação mais
aprofundada, estudos moleculares baseados em DNA são necessários.
A população de estudo de Ibiporã apesar de ser homogênea do
ponto de vista socioeconômica, pode ser considerada heterogênea do ponto de vista
comportamental.
2.4 A CONSTRUÇÃO DO HEREDOGRAMA
O heredograma4 é uma ferramenta indicada para a avaliação dos
riscos familiares, para a explicação de todos os fatores que possam contribuir para o
desequilíbrio do processo saúde-doença na família. Ele é um retrato momentâneo
da família, portanto, significa que os padrões podem ser alterados a qualquer
momento (Curitiba, 2012).
É um método de coleta, armazenamento e processamento de
informações sobre a família a partir de representação gráfica espacial de todos os
seus membros. É preciso que tanto as ligações civis formais e informais quanto as
biológicas sejam representadas, buscando sempre coletar informações dos
diferentes campos, como da biologia (genética, por exemplo) e da cultura familiar
(Curitiba, 2012).
Construir um heredograma consiste em representar, usando
símbolos, as relações de parentesco entre os indivíduos. Cada indivíduo é
identificado por um símbolo que indica as suas características particulares e sua
relação de parentesco com os demais membros da família. Indivíduos do sexo
masculino são representados pelo quadrado, o sexo feminino, por um círculo. O
casamento é indicado por um traço horizontal que une esses indivíduos. Os filhos de
um casamento são apresentados por traços verticais unidos ao traço horizontal do
casal. A montagem de um heredograma segue as seguintes regras:
1ª) Em cada casal, o homem deve ser colocado à esquerda, e a
mulher à direita, sempre que for possível;
2ª) Os filhos devem ser colocados em ordem de nascimento, da
esquerda para a direita;
4 Heredograma: do latim heredium, que significa herança; também é conhecida como genealogia, árvore
genealógica ou genograma.
19
3ª) Cada geração que se sucede é indicada por algarismos romanos
(I, II, III, etc.). Dentro de cada geração, os indivíduos são indicados por algarismos
arábicos, da esquerda para a direita5.
Os heredogramas podem ser desenhados manualmente utilizando-
se símbolos convencionais, sendo que os probandos são indicados por uma seta. O
desenho do heredograma pode ser realizado utilizando-se ferramentas do Microsoft
Office Word.
A avaliação clínica e entrevista das famílias deve ser realizada de
forma sistemática, buscando o maior volume de informações possíveis.
Independente da situação fenotípica dos avaliados, deve ser feita pelos dois lados
da família, mesmo que os dados sugiram que a segregação do fenótipo ocorra em
apenas um deles (Cruz, Oliveira, 2007).
Cada componente do heredograma afetado ou não, deve ser
avaliado seguindo-se os mesmos critérios utilizados para a avaliação dos
probandos. Quando não for possível a confirmação precisa, nos heredogramas
devem ser assinalados como “status desconhecido” (Cruz, Oliveira, 2007).
Deve ser verificada a existência de um componente genético na
etiologia do problema nas famílias estudadas e, determinar se o padrão de herança6
do mesmo, assim como outras variáveis genéticas como penetrânci7, herdabilidade8,
correlação e frequência9 do(s) gene(s) principal(is) (Cruz, Oliveira, 2007).
Informações consideradas relevantes (doenças crônicas, anomalias
congênitas, abortos; tabagismo, alcoolismo, uso de drogas ilícitas, etc.) devem ser
anotadas (Curitiba, 2012). O Anexo A representa os componentes do heredograma
com os códigos explicando os símbolos padrão e os da odontologia (Curitiba, 2012).
5 Disponível em: <http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Genetica/leismendel5.php> Acesso em 31 ago
2014. 6 Padrão de herança: Modo pelo qual os indivíduos com um caráter qualitativo raro se distribuem nos
heredogramas e se relacionam com seus consanguíneos facilitando muito o reconhecimento do tipo de transmissão hereditária do caráter em estudo. 7Penetrância: Refere-e à capacidade que determinado genótipo tem de se manifestar em seus portadores.
8Herdabilidade: É um coeficiente genético que expressa a relação entre a variância genotípica e a
variância fenotípica, ou seja, mede o grau de correspondência entre fenótipo e valor genético que é, em última instância, aquilo que influencia a próxima geração. 9 Frequência: A constituição genética de uma população com respeito aos genes que ela possui é descrita pela
frequência gênica, que nada mais é que a descrição de quais são os alelos presentes em cada um dos locos e suas proporções (Salman, 2007).
20
3 PROPOSIÇÃO
Objetivo Geral
Procurar descrever o modelo de herança genética que melhor
explica o padrão de segregação observado para a cárie dentária em uma amostra
de escolares de 12 anos residentes no município de Ibiporã –PR.
Objetivos Específicos
Apresentar o perfil sociodemográfico dos familiares de escolares
com índices de cárie altos ou muito altos;
Descrever as variáveis clínicas (experiência de cárie, indice CPO-D,
número de dentes cariados, presença de gengivite) relacionadas com a cárie
dentária dos escolares de 12 anos residentes no município de Ibiporã –PR;
Identificar uma possível associação entre as variáveis
(sociodemográficas, clínicas e genéticas) do estudo e a variável dentes cariados
(DC) destes escolares;
Evidenciar um possível padrão de herança familiar por meio da
análise de heredograma construidos a partir dos escolares de 12 anos de Ibiporã –
PR;
Investigar a existência de um efeito genético controlando o fenótipo:
componente dente cariado (DC) do índice CPO-D dos escolares de 12 anos
residentes no município de Ibiporã –PR.
21
4 ARTIGO
Padrão genético da cárie dentária em famílias de um município do sul do Brasil
Será submetido ao periódico Indian Journal of Medical Research Adriana Fujimura Proença¹, Sandra Mara Maciel2, Sandra Kiss Moura3, Regina Célia Poli-Frederico4 1. Mestre em Dentística pela Universidade Norte do Paraná, Londrina, PR, Brasil. E-mail: [email protected] 2. Professora Adjunta do Departamento de Odontologia da Universidade Estadual de Maringá, PR/Brasil. E-mail: [email protected] 3. Professora Adjunta do Departamento de Odontologia da Universidade Norte do Paraná, Londrina, PR/Brasil. E-mail: [email protected] 4. Professora Adjunta do Departamento de Odontologia da Universidade Norte do Paraná, Londrina, PR/Brasil. E-mail: [email protected]
Endereço para correspondência Profa. Dra. Regina Célia Poli-Frederico Universidade Norte do Paraná, Faculdade de Odontologia Rua Marselha, 183 - Jardim Piza Londrina – PR/Brasil CEP: 86041-120 Telefone: (43) 3371-7820 Fax: (43) 3371-7741 e-mail: [email protected]
22
Abstract Genetic factors may play an important role in the susceptibility to dental caries of the human population. The objective of this study was to investigate, by means of Complex Segregation Analysis (CSA), the intergeneration pattern in the occurrence of caries in Brazilian families. Methods: This was a cross-sectional, observational genetic epidemiological study. The sample consisted of 21 families whose probands exhibited high levels of caries (DMFT>4.5). All participants underwent an oral examination. Dental caries was recorded according to the DMFT index (decayed, missing, and filled teeth), according to World Health Organization guidelines and the presence of gingivitis was assessed by using the gingival bleeding index. A questionnaire was applied to identify the sociodemographic profile and practices on oral health. Simple and multiple linear regression analysis were performed to test the association between dental caries and the independent variables. Statistical significance was considered at the 5% level. The S.A.G.E program drove the CSA. Results: The prevalence of caries was 89.2%. In the multiple analysis only gingivitis remained associated (p = 0.005).The visual analysis of genograms identified a family pattern that suggests the predominance of the autosomal dominant model. The frequency of resistance allele "A" was estimated at 0.22. The mean decay value was 1.35 for AA and AB genotypes and 3.95 for BB. Conclusion: The results of the present study provide evidence as to the presence of a major gene with a dominant effect controlling the appearance of dental caries, within the same family. Key words: Dental caries; Genetic epidemiology; Oral rehabilitation; Susceptibility.
23
4.1 INTRODUÇÃO
A cárie dentária é uma doença crônica, multifatorial, infecciosa, e
sacarose dependente1,2. Doença que mais acomete a cavidade bucal, atingindo a
todas as faixas etárias, é a infecção mais comum e a mais prevalente em todo
mundo, chegando a atingir 90% da população brasileira3. Por ser de natureza
complexa, necessita da interação entre microrganismos patogênicos e dieta
cariogênica, em hospedeiro que ofereça ambiente adequado, durante certo período
de tempo4. É considerada um problema de saúde pública, na medida em que sua
evolução pode levar à perda dos dentes, com sequelas orgânicas, psicológicas e
sociais, além dos inevitáveis reflexos nas demandas por atendimento odontológico
de alto custo5.
O diagnóstico das condições de saúde bucal de diferentes grupos
populacionais é indispensável para a proposição de ações adequadas às
necessidades e riscos6. A condução de levantamentos epidemiológicos para estimar
a prevalência dos principais agravos à saúde bucal torna-se essencial tanto para o
nível de planejamento quanto para o de execução de serviços odontológicos,
constituindo-se no caminho correto de equacionamento dos problemas de saúde e
doença de cada comunidade7.
A Organização Mundial de Saúde (OMS) recomenda a idade índice
de 12 anos como principal idade a ser avaliada, levando em consideração o fato de
que nesta idade a dentição permanente está completa e de que mais de 90% das
crianças encontram-se matriculadas nas escolas, o que facilitaria a realização do
levantamento epidemiológico8. Resultados do SBBrasil 20109 revelaram que
algumas condições encontradas estavam bem acima das metas globais propostas
para o ano de 2010. O CPOD-D aos 12 anos, que foi de 2,1 (sendo de 1,12, o valor
componente cariado), superou em duas vezes o recomendado (CPO-D = 1).
Diversos estudos10-12 já indicaram a existência de fatores genéticos controlando a
suscetibilidade à cárie, porém, nenhuma descrição do modelo genético envolvido foi
feita, considerando-se uma população contendo fenótipo extremo (alto índice CPO-D
- dentes permanentes cariados, perdidos e obturados)
Para a determinação da presença de um ou mais genes principais
dentro das famílias, que possam explicar toda ou parte da agregação familiar da
característica observada, pode se utilizar a Análise de Segregação Complexa
24
(ASC)13. Este modelo da epidemiologia genética possibilita estabelecer se o padrão
de herança do fenótipo entre os familiares é compatível com um ou mais genes
principais ou simplesmente pelo compartilhamento dos mesmos fatores
ambientais14.
Werneck et al.15 realizando um estudo em uma comunidade isolada
do norte do Brasil, confirmaram a influência de fatores genéticos no desenvolvimento
da cárie tendo identificado um efeito de gene principal (efeito dominante)
controlando a resistência ao fenótipo. A frequência observada neste estudo para o
alelo resistente A foi de 0,63 e a média do componente cariado (DC) do índice CPO-
D foi 1,53 para genótipos AA/AB e 9,53, para o genótipo BB. Para os autores, este é
o primeiro passo em direção ao entendimento da natureza do componente genético
controlando a suscetibilidade à doença e seus resultados possibilitam a realização
de futuras análises com o objetivo de mapear regiões cromossômicas envolvidas no
desenvolvimento da cárie em populações humanas.
Ressalta-se que apesar dos avanços da genética molecular e
estudos de associação amplos do genoma, ainda não está clara a exata natureza do
componente genético controlador da suscetibilidade à cárie dentária16. A
compreensão de aspectos genéticos envolvidos na patogênese da cárie poderá
originar estratégias de prevenção para esta doença, que se encontra entre as mais
prevalentes do mundo17. Entre as metas de saúde bucal estabelecidas para 2020
estão: baixar o CPOD aos 12 anos, em especial entre os grupos de alto risco18.
Diante do exposto, o objetivo do presente estudo foi investigar o
modelo de herança genética que melhor explica o padrão de segregação familiar
para cárie dentária em uma amostra de escolares de 12 anos de idade, com índice
CPO-D alto e muito alto, residentes no município de Ibiporã -PR.
A construção e a utilização dos heredogramas a partir da
estratificação de risco individual e familiar e a ASC, que é um modelo epidemiológico
genético de observação sem a utilização de DNA, torna sua aplicabilidade viável no
Serviço Público. Na estratificação de risco, o profissional deve levar em
consideração os fatores determinantes de risco, não só biológicos e odontológicos,
mas também os comportamentais, culturais e socioeconômicos. A determinação do
risco individual deve ser anotada no prontuário do usuário, servindo de base para o
plano de tratamento e o posterior monitoramento da saúde bucal dele19.
A Rede de Saúde Bucal publicada pela Secretaria Estadual de
25
Saúde em novembro de 2014, e distribuído em março de 2015 para as Secretarias
Municipais, já traz em sua linha guia o genograma (heredograma) como uma
ferramenta indicada para avaliar os riscos familiares, para explicar os fatores que
contribuem para o desequilíbrio do processo saúde-doença na família, com intuito de
propiciar elementos que possam subsidiar planos terapêuticos integrais, ou seja,
com ações de prevenção, promoção, recuperação e manutenção da saúde19.
Além disso, recomendam a utilização do CPO-D e o Índice
Periodontal Comunitário no planejamento das ações. O uso de um índice mais
sensível que possa medir a severidade da lesão, como o ICDAS (International
Caries Detection and Assessment System), deve ser considerado em futuro
próximo19.
Portanto, conhecer esses fatores de risco, em relação à doença
cárie, como a experiência passada e presente de lesões cariosas, a frequência do
consumo de açúcar, a presença de biofilme, a atividade da doença, a exposição ao
flúor e a qualidade da saliva (fluxo salivar e capacidade tampão) tem papel
importante neste processo20.
26
4.2 MATERIAIS E MÉTODOS
4.2.1 DELINEAMENTO DO ESTUDO
Trata-se de um estudo epidemiológico – genético, transversal e
observacional, cuja população foi constituída por estudantes de 12 anos de idade,
que participaram em 2012, do levantamento epidemilógico em saúde bucal,
realizado pela Secretaria Municipal de Saúde do município de Ibiporã, PR.
O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da
Universidade Norte do Paraná sob o número (#811.740/2014).
4.2.2 DEFINIÇÃO DA AMOSTRA
Critérios de elegibilidade: dos 288 estudantes de 12 anos que
participaram do levantamento epidemiológico em 2012, 25 apresentaram indice
CPO-D classificado como alto e muito alto e, por isso, estes alunos e seus familiares
foram incluídos na amostra do presente estudo, apresentando no mínimo três
gerações acessíveis. Para a seleção destes alunos foram adotados os critérios de
classificação do ataque de cárie com base no indice CPO-D alto (≥ 4,5) seguindo os
critérios preconizados pela OMS21. Os demais alunos e suas respectivas famílias
foram excluídos do estudo.
Classificação do ataque de cárie dentária com base nos valores do CPO aos 12 anos de idade
4.2.3 COLETA DE DADOS
A coleta de dados foi dividida em exame clínico e entrevista, ambos
realizados por uma única examinadora. Antes da coleta, todos os indivíduos
receberam informações a respeito da pesquisa e foram convidados a assinar o
termo de consentimento livre e esclarecido, concordando em participar do estudo
27
(Anexo B). Os responsáveis assinaram o termo dos menores de 18 anos de idade.
Os exames clínicos foram conduzidos no domicílio, em condições
ambientes, sob luz natural indireta, com o examinador e a pessoa examinada
sentados, utilizando-se um palito de madeira, espelho bucal plano e uma sonda
OMS (sonda CPI), após a remoção de detritos alimentares com gaze, quando
necessário. As avaliações bucais foram feitas após processo de calibração intra-
examinador. Para testar a concordância intra-examinador foram reavaliadas 2
famílias, seguindo as mesmas condições originais. Os conjuntos de dados foram
comparados pelo Teste Kappa. O valor de Kappa para o teste estatístico de
repetibilidade intra-observador foi de 0,80 indicando “muito bom acordo” entre os
conjuntos de dados22.
Para a coleta de informações sobre o perfil demográfico e
socieconômico, história médica pregressa e atual, comportamentos em saúde bucal
(hábitos de higiene, hábitos alimentares e frequência de ingestão de doces, visitas
ao dentista durante o ano e frequência de consultas, uso de flúor, entre outros) e
saúde bucal, utilizou-se um questionário semi-estruturado (Anexo D). Para
avaliação da experiência e severidade de cárie dentária foi utilizado o índice CPO-D
(Anexo D), seguindo-se os códigos e critérios de diagnóstico preestabelecidos pela
OMS21. Para a gengivite foi realizada a avaliação da presença ou ausência da
gengivite (ISG) por meio do sangramento, após sondagem suave do sulco gengival,
realizada em todos os dentes. A severidade da gengivite foi analisada segundo a
classificação de Coutinho e Tostes (1997)24 que consideram a quantidade de
superfícies gengivais sangrantes para determinar a severidade da doença gengival.
Quando houve ausência de superfícies sangrantes, considerou-se a gengivite como
ausente. As demais situações em que ocorreram superfícies sangrantes (suave,
moderada e severa) foi considerada apenas como presença de gengivite.
Para minimizar os possíveis erros devido à falta de informação a
respeito das terceiras e quartas gerações, alguns autores usam somente duas
gerações para calcular os valores de penetrância25. Neste trabalho foram
consideradas três gerações, de forma a deixar os heredogramas mais informativos.
Das 25 famílias selecionadas para amostra, 21 autorizaram a
avaliação. 04 não concordaram em participar da pesquisa, mesmo após o
esclarecimento da importância deste projeto. Os responsáveis alegaram que já
haviam concluído o tratamento odontológico e que quando precisassem retornariam
28
a ligação, ou procurariam o serviço público odontológico. Essas 21 famílias foram
formadas por 197 indivíduos que compuseram os heredogramas (Anexos E). O
índice CPO-D estava disponível para 154 pessoas que foram avaliadas pela
examinadora. Dados de 43 sujeitos foram obtidos através de informações de
parentes, totalizando 197 indivíduos.
4.2.4 MÉTODOS ESTATÍSTICOS
Os dados coletados durante o levantamento epidemiológico dos
escolares, bem como os dados de seus familiares foram digitados no Programa
Statistical Package for Social Science – versão 17.0 (SPSS Inc, Illinois, EUA). Os
heredogramas foram desenhados utilizando ferramentas do Microsoft Office Word
2007.
Inicialmente, realizou-se a análise linear univariada para verificar as
medidas do efeito de cada variável estudada em relação aos resultados. Em
seguida, prosseguiu-se a análise linear múltipla (multivariada), com intervalo de
confiança 95%.
A análise de segregação complexa foi realizada com a utilização do
programa S.A.G.E (Análise estatística para genética epidemiológica) versão 6.3 e
com o programa SEGREG26. Os dados extraídos dos heredogramas e do SPSS
foram compilados em planilhas EXCEL (Microsoft), necessárias para alimentar o
programa S.A.G.E, que conduziu a ASC.
Nesta análise foram incluídas somente 10 famílias que estavam
completas, com três gerações acessíveis. As demais famílias foram excluídas devido
à falta de informações (óbito precoce dos avós do probando, impossibilitando
qualquer informação referente às condições bucais, perda de contato do pai
biológico, casos de adoção, portanto, sem envolvimento genético entre os familiares,
familiares internados em clínica de recuperação, entre outros).
29
4.2.5 RESULTADOS
O perfil sociodemográfico dos escolares e de seus familiares está
apresentado na Tabela 1. Do total de 157 indivíduos, a maioria (57,3%) era do sexo
feminino e da etnia branca (77,9%). Entre os familiares a média de idade foi de
37,45 + 23,85 anos. Apenas 39,7% dos entrevistados possuíam mais que 8 anos de
estudo. A média da escolaridade era de 7,2 ± 3,5 anos de estudo e a renda familiar
média de R$ 1.040,97 + 526,44.
Em relação aos comportamentos em saúde bucal (Tabela 1), 42,9%
possuíam o hábito de consumir doces entre as refeições (beliscadas) mais do que 3
vezes ao dia; 82,7% escovavam os dentes mais do que 1 vez por dia; apenas
34,6% usavam o fio dental; e, 64,2% reportaram ter visitado o dentista durante o
ano. Vale destacar que 89% afirmaram ter recebido informações sobre os cuidados
com a saúde bucal.
Na avaliação da prevalência de cárie, o índice CPOD variou entre 0
e 28, com média de 15,17+0,97. A análise por componentes do índice demonstrou
que a média do componente cariado (DC) foi de 0.95+2.04. Entre os escolares o
índice CPOD variou entre 4 e 16, com média de 8,05+3.11. A análise por
componentes do índice demonstrou que a média DC foi de 2,42+3.58.
Os resultados da regressão linear simples (Tabela 2) mostrou que as
seguintes variáveis foram associadas com escores mais altos do componente
cariado: ter gengivite (p <0,0001), não utilização do flúor (p = 0,050); não ter visitado
o dentista ainda (p <0,0001); não ter visitado o dentista no último ano (p = 0,001), e
não ter recebido informações sobre cuidados de saúde bucal (p <0,0001). Quando
todas as variáveis foram incluídas no modelo, apenas a presença de gengivite
manteve-se estatisticamente significativa (p = 0,005), apresentando valor maior entre
os indivíduos com gengivite (2.64 ± 3.05), quando comparados aos indivíduos sem
gengivite (0.65 ± 1.16).
30
Tabela 1 - Número de dentes cariados de acordo com as características das famílias brasileiras estudadas
Características N %
Componente
Cariado
Média DP
Sociodemográficas
Gênero
Feminino 90 57.3 0.90 1.77
Masculino 67 42.7 1.01 2.37
Raça/Etnia
Não branca 27 22.1 2.04 2.73
Branca 95 77.9 0.97 2.04
Escolaridade em anos
≤ 8 47 60.3 2.04 2.62
≥ 9 31 39.7 1.06 2.14
Média de idade em anos 37,4 + 23,8
Média da renda familiar* 1040,97+526,44
Comportamentos de Saúde
Bucal/Informação
Frequência diária entre as refeições
Nenhum 26 31.0 1.73 1.86
≤ 3 vezes 22 26.2 1.18 2.42
4 vezes ou + 36 42.9 1.72 2.75
Frequência de escovação diária
Uma 14 17.3 2.43 3.91
Duas ou + 67 82.7 1.43 2.01
Uso do fio dental
Não 53 65.4 1.96 2.75
Sim 28 34.6 0.93 1.51
Uso de flúor
Não 52 64.2 2.00 2.56
Sim 29 35.8 0,90 2.05
Já visitou o dentista
Não 29 35.8 2.90 3.14
Sim 52 64.2 0.92 1.57
Número de visitas ao dentista/ultimo ano
Nenhuma 34 42.0 2.62 3.07
Uma 17 21.0 1.29 1.64
Duas ou + 30 37.0 0.63 1.40
Acesso á informação de Saúde Bucal
Não 9 11.0 4.22 3.49
Sim 73 89.0 1.29 2.07
Condição clínica de Saúde Bucal
Presença de gengivite
Não 52 54.2 0.62 1.14
Sim 44 45.8 2.64 3.05
31
Tabela 2 - Análise de regressão linear de variáveis no componente cariado das famílias
brasileiras 1Ajustada para todas as variáveis na equação
Variáveis Coeficiente de
Regressão Não
Ajustada (SE)
Valor de
p
Coeficiente 1
de Regressão
Ajustada (SE)
Valor de
p
Gênero 0.11 (0.33) 0.729 0.06 (0.65) 0.930
Cor da pele/raça 0.55 (0.24) 0.025 0.16 (0.38) 0.678
Escolaridade em anos -0.98 (0.56) 0.088 -1.07 (0.55) 0.055
Média da idade em anos -0.01 (0.01) 0.110 0.03 (0.02) 0.255
Média da Renda Familiar * 0.00 (0.00) 0.299 0.00 (0.00) 0.125
Frequência Diária entre as refeições 0.02 (0.31 0.951 0.44 (0.40) 0.284
Frequência diária de escovação 0.99 (0.71) 0.167 -0.49 (0.78) 0.531
Uso do fio dental 1.03 (0.56) 0.070 -0.20 (0.76) 0.780
Uso do flúor 1.10 (0.55) 0.051 -0.32 (0.76) 0.673
Visita ao dentista 1.97 (0.52) 0.000 0.33 (1.38) 0.809
Número de visitas ao dentista/último ano 0.99 (0.28) 0.001 0.23 (0.73) 0.754
Acesso à informação de saúde bucal 2.93 (0.79) 0.000 0.97 (0.90) 0.286
Presença de gengivite 2.02 (0.45) 0.000 1.58 (0.53) 0.005
32
AVALIAÇÃO DOS HEREDOGRAMAS E ANÁLISE DE SEGREGAÇÃO COMPLEXA
Na tabela 3 está apresentada a distribuição dos indivíduos afetados
e não afetados e a sugestão do modelo genético pela análise visual dos
heredogramas para cada família avaliada, o número de indivíduos de acordo com o
fenótipo e o gênero. O total de indivíduos presentes nos heredogramas foi de 197 e
a prevalência de cárie dentária foi de 89,2%, referentes à experiência de cárie obtida
por meio dos componentes DC e Obturados do índice CPO-D. O padrão familiar
sugere a predominância de um modelo autossômico dominante (AD). Das 21
famílias averiguadas 18 (85,72%) apresentaram um padrão AD (Figura 2). No
modelo AD, os indivíduos afetados possuem ao menos um dos pais afetados. Essa
característica ocorre em ambos os gêneros de igual modo e há transmissão direta
entre pais e filhos de qualquer gênero14.
Em duas famílias (9,52%) a doença cárie foi um caso esporádico, o
que sugere um modelo autossômico recessivo (Figura 3).
Somente em um dos heredogramas (4,76%) foram observados
ambos os padrões de herança: dominante e recessivo (Figura 4).
Dentre os 197 indivíduos que compõem os heredogramas, 102
(51,78%) eram do sexo feminino e 95 (48,22%) do masculino. A relação de gênero
masculino/feminino foi de 1:1,07. 11 (52,38%) probandos eram do sexo masculino e
10 (47,61%) do feminino (Tabela 3).
Os resultados da ASC estão expressos na Tabela 4. As correlações
entre cônjuges pais-mães, pais- filhos e mães-filhos não foram observadas, e por
isso, esses parâmetros não foram incluídos nesta tabela.
A ASC foi realizada seguindo o mesmo modelo regressivo aplicado
por Werneck et al.15. No modelo I (modelo esporádico) foram incluídos somente
covariáveis não-genéticas com impacto significante sobre a suscetibilidade à
doença. A variável gengivite associou-se significativamente com a variável DC na
análise multivariada, portanto foi incluída na ASC. Nesse modelo esporádico,
considera-se que o fenótipo ocorre ao acaso na população estudada, ou seja, sem a
presença de um gene principal ou de componentes multifatoriais, os valores de d
foram fixados em [1] e o Q foi fixado em [0]. O modelo esporádico sem a correlação
familiar foi rejeitado em comparação ao modelo que incluiu a correlação filhos-filhos
(modelo I x II, ²א (1gl) = 6,11, p = 0,013).
33
Em seguida, em adição à covariável significativa, verificou-se a
dependência do fenótipo DC por meio do modelo II (correlações familiares filhos-
filhos). A inclusão do gene principal com efeito dominante manteve a associação
estatisticamente significativa (²א (3gl) = 7,89, p= 0,048).
Para descartar a possibilidade de dependência familiar significativa
devido a fatores ambientais compartilhados, foi incluído um gene de efeito principal
nos modelos (modelos III e IV). Com a remoção da correlação residual filhos-filhos
(modelo III x IV) não houve impacto significativo (²א (2gl) = 5,92, p =0,052). Desta
forma, estes resultados sugerem a presença de um gene principal controlando o
fenótipo DC com uma frequência do alelo A estimada em 0,22. A média de DC foi
estimada em 1,35 para os indivíduos com genótipos AA e AB e 3,91 para os
indivíduos do BB.
Figura 2 – Heredograma ilustrando um padrão de herança AD com penetrância completa (Família 10)
34
Tabela 3 – Distribuição de indivíduos afetados e não afetados segundo o gênero em 21 famílias avaliadas com probandos afetados por cárie dentária Família Modelo Probando Parentes
Afetados H M
Parentes não Afetados H M
Fenótipo desconhecido
H M
Total
1 AD M 3 3 1 2 0 0 10
2 AD F 3 4 0 1 0 0 9
3 AR M 4 3 0 0 0 1 9
4 AD F 2 2 0 0 1 0 6
5 AD F 3 4 0 1 0 0 9
6 AD M 5 3 0 0 0 0 9
7 AD M 5 3 0 0 1 0 10
8 AR M 3 6 0 0 0 0 10
9 AD M 2 4 1 0 1 0 9
10 AD M 3 4 0 1 0 0 9
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
AD
AD
AD/AR
AD
AD
AD
AD
AD
AD
AD
AD
F
F
F
M
F
F
F
M
M
F
M
1 3
6 6
6 3
3 3
4 4
3 3
3 3
3 4
4 3
3 5
4 10
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
2 1
0 0
0 0
1 0
0 0
0 0
1 0
0 0
1 1
0 0
0 0
8
13
10
8
9
9
8
8
10
9
15
Total 11 (M) 10(F) 73 83 3 6 8 3 197
H: homem M: mulher AD: Autossômica Dominante com penetrância completa; AR: Autossômica Recessiva ou nova mutação. Autossômica com somente o probando afetado
35
Figura 3 – Heredograma ilustrando um padrão de Herança Autossômico Recessivo (AR), uma nova mutação dominante ou uma fenocópia (Família 3).
Figura 4 – Heredograma ilustrando dois padrões de herança autossômico dominante e autossômico recessivo (AD e AR) (Família 13)
36
TABELA 4 - Análise de segregação da ocorrência do fenótipo quantitativo número de dentes cariados segundo a idade e gengivite.
MODELO D Q(A) µAA µAB µBB σ2 ρ(0)
gengivite idade
AA AB BB -2lnL 2 P.E
. Valor de p
Modelo testado
AIC
I- Esporádico 1 0 1,35 [µAA] [µAA] 12,38 (0) 0,28 0,61 - - - 15,32 - - - - 12,10 II - Correlação Familial filhos- filhos
1 0 1,34 [µAA] [µAA] 12,38 0,1 0,28 0,60 - - - 9,21 6,11 1 0,013 I x II 35,35
III - Gene principal e correlação filhos- filhos
1 0,22 1,35 [µAA] 3,91 12,38 0,1 0,50 0,63 1 0,5 0 1,32 7,89 3 0,048 II x III 27,20
IV - Gene principal 1 0,22 1,35 [µAA] 3,95 12,36 (0) 0,72 0,28 1 0,5 0 7,24 5,92 2 0,052 III x IV 31,11
d : grau de dominância do gene principal. "-" : Parâmetro não relevante no modelo. "()": Parâmetro fixo para hipótese. "[]" : Parâmetro fixo para o mesmo valor que a estimativa dos parâmetros anteriores. "Q" : Frequência alélica do gene principal "A". "µ" : genotípica significa para genótipo (AA, AB, ou BB), ajustado para efeitos de covariáveis. " σ
2" : variância residual do fenótipo.
"ρ" : Correlação Familial "β" : Coeficientes de regressão covariável
"" AA, AB, BB: probabilidades de transmissão do alelo A para os genótipos AA, AB e BB, respectivamente. -2lnL: índice de verossimilhança máxima.
²: qui quadrado. p: significância P.E: número de parâmetros estimados . A.I.C: usado para comparar modelos não relacionados.
s ou Taus: parâmetros de probabilidade de transmissão.
37
4.2. 6 DISCUSSÃO
A ASC realizada no presente estudo demonstrou a existência de um
gene de efeito principal transmitido seguindo um modelo dominante, com a
frequência do alelo de resistência "A" estimado em 0,22. A média de DC foi estimada
em 1,35 para os indivíduos com genótipos AA e AB e 3,91 para os indivíduos do BB.
Após ajuste por idade e gengivite, apenas a gengivite manteve-se associada a DC
nesta população do estudo, sendo que pacientes com gengivite apresentaram maior
média de DC.
Estes resultados estão de acordo com os descritos por Werneck et
al.15 que reportaram a média de DC de 1,53 para os genótipos AA e AB e 9,53 para
os indivíduos portadores do genótipo BB. Os autores ainda observaram que as
variáveis idade e gengivite permaneceram associadas com DC, onde DC
aumentaram somente com idade acima de 20-29 anos e diminuiu após esta.
Pacientes com gengivite também apresentaram maior média de DC.
A gengivite e a cárie dentária têm no biofilme dentário um importante
componente etiológico comum23. A higiene bucal adequada com a desorganização
constante e eficaz deste biofilme é necessária para prevenção destas patologias
bucais que são frequentes na população de modo geral (45,8%). Ressalta-se que a
gengivite é um importante preditor de alto número de lesões de cárie27.
Um estudo japonês encontrou associação entre a condição gengival
da mãe e a prevalência e gravidade da cárie em seu filho de 3 anos de idade28.
Quanto pior a condição gengival da mãe, menor a probabilidade de seu filho estar
livre de cárie; a média do índice CPOD foi três vezes maior em crianças cujas mães
tinham a pior saúde gengival do que em crianças de mães com excelente saúde
gengival.
Apesar da ASC ser ideal para a identificação do modelo genético
por trás de um fenótipo específico, ela apresenta limitações. Sabe-se da natureza
multifatorial da doença cárie, e esta análise de segregação não impede explicações
não-genéticas para a natureza familiar do risco à cárie. Para uma investigação mais
aprofundada, estudos moleculares baseados em DNA são necessários. Os
parâmetros gerados na ASC podem ser usados com base num modelo de análise
de ligação, seguido por mapeamento de alta densidade29. Até o momento, apenas
uma análise combinada de ligação paramétrica e não paramétrica foi realizada para
38
detectar regiões genômicas que contenham genes candidatos à cárie30.
Infelizmente, nenhum dado a partir desta ASC, realizada pelos autores, foi
disponibilizado.
Outro fator limitante a ser considerado é a utilização do CPO-D. A
utilização de um índice mais sensível que possa medir a severidade da lesão, como
o ICDAS, deve ser considerado em futuro próximo, além da avaliação dos indivíduos
em consultório odontológico, devido à dificuldade e restrições quando este é
realizado em ambiente domiciliar.
Os estudos moleculares baseados em DNA poderão então confirmar
o efeito genético na suscetibilidade a cárie e explicar casos em que fatores
ambientais e comportamentais não explicariam a presença/ausência da cárie
dentária. Torna-se, portanto, imprescindível à parceria entre o Serviço Público de
Saúde e a Universidade (Academia) de modo a viabilizar estudos moleculares
futuros baseados em DNA.
A história familiar de saúde bucal é uma representação válida da
existência de fatores genéticos e ambientais comuns que contribuem para as
condições de saúde bucal do indivíduo. Está também relacionada em como estas
influências podem contribuir para a saúde em todas as gerações31. Kuh (1997)31
sugere que o estado de saúde de uma geração pode ter um profundo efeito sobre a
da próxima geração, assim como outros estudos têm encontrado associações
intergeracionais e familiares para doenças cardiovasculares32,33, diabetes mellitus
insulino não-dependente34,35, câncer familial36,37, obesidade38 e comportamentos
relacionados à saúde, incluindo o tabagismo, uso de drogas e álcool39,40 , dieta e
atividade física41,42. No entanto, poucas pesquisas foram realizadas em associações
intergeracionais relacionadas à saúde bucal43.
A obtenção de informações básicas sobre a história familiar de
doença bucal pode ser considerada o primeiro passo no sentido de identificar os
indivíduos de alto risco e as famílias que podem se beneficiar de esforços
preventivos e terapêuticos, como no Serviço Público, além de complementar
informações do índice CPO-D. O alvo das pesquisas intergeracionais é explicar
fatores de risco relacionados à família de crianças expostas a maiores riscos de
doença que acomete a cavidade bucal do que seus pares. De um ponto de vista
prático, condições de saúde bucal dos pais não podem ser alteradas sem esforço
substancial, tempo e recursos44.
39
Os resultados do presente estudo fornecem evidências da presença
de um gene principal com efeito dominante controlando o aparecimento da cárie
dentária dentro de uma mesma família. A história familiar de saúde bucal parece ser
uma representação válida da complexa interação entre fatores genéticos e fatores
ambientais compartilhados, exposições e comportamentos que contribuem para
condições de saúde bucal de um indivíduo e seus familiares.
4.2.7 CONCLUSÕES
A partir dos resultados obtidos no presente estudo pode-se concluir
que:
Do total de 157 indivíduos avaliados, a maioria (57,3%) era do sexo
feminino e da etnia branca (77,9%). Entre os familiares a média de idade foi de
37,45 + 23,8 anos. Apenas 39,7% dos entrevistados possuíam mais do que 8 anos
de estudo. A média da escolaridade foi de 7,2 ± 3,5 anos de estudo e a renda
familiar média foi de R$ 1.040,97 ± 526,44.
O índice CPO-D variou entre 0 e 28, com média de 15,47+10,87,
entre os escolares variou entre 4 e 16, com média de 8,05+. 3.11
A média de DC foi de 1,51+ 2,41 na população estudada. Entre os
escolares a análise por componentes do índice demonstrou que a média DC foi de
2,42+3.58.
A variável independente que permaneceu estatisticamente
associada à cárie foi apenas a gengivite [ß = 0,34 (95% IC: 0,699 – 2,651), p =
0,001]. A variável DC foi significativamente mais frequente entre indivíduos com
gengivite (2.64±3.05) quando comparado aos indivíduos sem gengivite (0.65±1.16).
Das 21 famílias avaliadas 18 (85,72%) apresentaram um padrão de
herança autossômico dominante (AD).
Os resultados sugerem a presença de um gene principal
controlando o fenótipo DC com uma frequência do alelo A estimada em 0,22. A
média de DC foi estimada em 1,35 para os indivíduos com genótipos AA e AB e 3,91
para os indivíduos do BB.
40
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44
4.2.9 AGRADECIMENTOS
Agradecimento aos participantes do trabalho de campo pela
importante contribuição nessa pesquisa; às Secretarias de Saúde e Educação do
município de Ibiporã - PR, pela disponibilidade de dados utilizados na análise desse
trabalho.
45
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Considerando o atual contexto epidemiológico da prevalência da
cárie dentária no Brasil, em que se observa uma importante redução na média de
dentes atacados pela cárie em populações jovens e um aumento na proporção de
crianças sem experiência de cárie, torna-se fundamental a investigação de fatores
socioeconômicos, comportamentais associados à genética, pois a partir deste
conhecimento será possível uma maior adequação de programas e políticas de
saúde para minimizar as iniquidades em saúde bucal.
Existe uma necessidade de continuidade de pesquisas em uma
perspectiva mais ampla entre as gerações em relação à saúde bucal, juntamente
com uma avaliação cuidadosa de fatores que contribuam para o efeito. É necessária
uma investigação abrangente da natureza e extensão da transmissão intergeracional
da saúde oral (Collins , 2004).
O desenvolvimento de mais investigações sobre a transmissão
intergeracional sobre a saúde bucal irá melhorar nossa capacidade de identificar
indivíduos e famílias em maior risco de desenvolver a doença bucal, e assim, intervir
o mais precocemente possível, tornando mais eficiente o uso dos escassos recursos
da saúde pública (Shearer, Thomson, 2010).
A investigação de regiões cromossômicas podem revelar genes que
contribuem para a suscetibilidade à cárie e fornecer uma nova estratégia para
prevenção a esta doença. São necessários mais estudos na tentativa de se
identificar fatores genéticos predisponentes e/ou de proteção, o que contribuirá para
elaboração de estratégias e políticas públicas de saúde mais eficazes que visem a
promoção de saúde e a prevenção da cárie dentária em todo o mundo, diminuindo
consequentemente a prevalência dessa doença.
A compreensão de aspectos genéticos envolvidos na cariogênese
poderá originar estratégias de prevenção (intervenção precoce) para esta doença,
que se encontra entre as mais prevalentes do mundo, e assim podendo atingir as
metas preconizadas pela OMS, de 90% das crianças de 5 anos livres de cárie, CPO-
D máximo de 1 aos 12 anos, jovens de 18 anos com ausência de perdas dentárias
por cárie e doença periodontal, não mais do que 2% de adultos desdentados na
faixa etária de 35 a 44 anos e 96% de indivíduos com no mínimo 20 dentes
funcionais (Basting, Pereira, Maneghim, 1997; Ferreira, 1998) .
46
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52
Anexos
53
Anexo A - Códigos e símbolos padrão e odontológicos utilizados para gerar o
heredograma (Scheffer et al. In: Curitiba, 2012)
54
Anexo B – Parecer do Comitê de Ética
55
56
57
Anexo C – Termo de Consentimento
58
Fonte: Werneck et al. (2011)
59
Anexo D –Formulário de Entrevista
60
61
62
63
Anexo E – Heredogramas das 21 famílias
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
Anexo F - Artigo
ORIGINAL RESEARCH ARTICLES
Genetic pattern of dental caries in families from a city in southern Brazil
Running title: Genetic and dental caries
Adriana Fujimura Proença¹, Sandra Mara Maciel2, Sandra Kiss Moura
3, Regina Célia Poli-
Frederico4
1. Master’s Degree in Restorative Dentistry, NorthUniversity of Paraná - UNOPAR, Londrina, Paraná, Brazil.
Email: [email protected]
2. Associate Professor, School of Dentistry, State University of Maringá - UEM, Maringá, Paraná, Brazil.
Email:[email protected]
3. Adjunct Professor, School of Dentistry, North University of Paraná - UNOPAR, Londrina, Paraná, Brazil.
Email:[email protected]
4. Adjunct Professor, School of Dentistry, North University of Paraná - UNOPAR, Londrina, Paraná, Brazil.
Email: [email protected]
Correspondence address:
Dr. Regina Célia Poli-Frederico
School of Dentistry, North University of Paraná
Rua Marselha, 183 - Jardim Piza
86041-120 – Londrina, PR, Brazil
Phone: (43) 3371-7820 Fax: (43) 3371-7741
E-mail: [email protected]
75
Abstract
Genetic factors may play an important role in the susceptibility to dental caries of the human
population. The objective of this study was to investigate, by means of Complex Segregation
Analysis (CSA), the intergeneration pattern in the occurrence of caries in Brazilian families.
Methods: This was a cross-sectional, observational genetic epidemiological study. The
sample consisted of 21 families whose probands exhibited high levels of caries (DMFT>4.5).
All participants underwent an oral examination. Dental caries was recorded according to the
DMFT index (decayed, missing, and filled teeth), according to World Health Organization
guidelines and the presence of gingivitis was assessed by using the gingival bleeding index. A
questionnaire was applied to identify the sociodemographic profile and practices on oral
health. Simple and multiple linear regression analysis were performed to test the association
between dental caries and the independent variables. Statistical significance was considered at
the 5% level. The S.A.G.E program drove the CSA. Results: The prevalence of caries was
89.2%. In the multiple analysis only gingivitis remained associated (p = 0.005). The visual
analysis of genograms identified a family pattern that suggests the predominance of the
autosomal dominant model. The frequency of resistance allele "A" was estimated at 0.22. The
mean decay value was 1.35 for AA and AB genotypes and 3.95 for BB. Conclusion: The
results of the present study provide evidence as to the presence of a major gene with a
dominant effect controlling the appearance of dental caries, within the same family.
Key words: Dental caries; Genetic epidemiology; Oral rehabilitation; Susceptibility.
76
INTRODUCTION
Dental caries is a chronic, multifactorial, infectious and sucrose-dependent
disease1,2
. Complex in nature, it requires the interaction between pathogenic microorganisms
and a cariogenic diet, in a host that provides a suitable environment and for a certain length of
time3. Despite caries expressive decline, it is still the main harm to oral health in both
developing and developed countries, affecting people of all ages4. In Brazil it affects up to
90% of the population3. It is regarded as a public health issue in the extent that its evolution
may lead to the loss of teeth, with organic, psychological and social consequences, as well as
the inevitable collateral effects of the demand for high-cost dental care5.
The diagnosis of the oral health conditions of different groups in the
population is essential to propose actions that meet the needs and risks6. The performance of
epidemiological surveys to forecast the prevalence of the main threats to oral health has
become essential, both for the level of planning and for the performance of the dental services
themselves, and is the correct way to establish the problems with health and disease in each
community7.
The World Health Organization (WHO) recommends the reference age of
12 as the main age for assessment, taking into consideration the fact that, at this age, the
permanent dentition is complete and that over 90% of children are enrolled in school, thereby
facilitating the performance of the epidemiological survey8. The last national epidemiological
survey results based on the oral health status of the Brazilian population9 showed that some of
the conditions found were well above the global targets proposed by WHO 10
for 2010. The
DMFT index at 12 years of age, which was 2.1 (of which the value for the decay component
was 1.12), was more than twice the recommended value (DMFT = 1).
Various studies11-13
have already pointed to the existence of genetic factors
controlling susceptibility to caries, however no descriptions of the genetic model involved
have been performed in respect of populations containing extreme phenotype (high DMFT
index – decayed, missing or filled permanent teeth).
In order to determine the presence of one or more major genes within
families that might explain all or part of the family aggregation of the trait observed, the
Complex Segregation Analysis (CSA) may be used
14. This genetic epidemiology model
makes it possible to determine if the inheritance pattern of the phenotype among family
members is compatible with one or more major genes or simply through the sharing of the
same environmental factors15
.
77
According to Werneck et al.16
, the development of CSA studies would be
the first step towards understanding the nature of the genetic component controlling
susceptibility to caries disease. The authors, conducting a study in an isolated community in
northern Brazil, confirmed the influence of genetic factors in the development of caries,
having identified a major gene effect (dominant effect) controlling resistance to the
phenotype. In their study, the frequency observed for the resistant A allele was 0.63 and the
mean decay value in the DMFT index was 1.53 for the genotypes AA/AB and 9.53 for
genotype BB.
It should be emphasized that, despite advances in molecular genetics and
genome-wide association studies, the exact nature of the genetic component that controls
susceptibility to dental caries is still unclear17
. Understanding the genetic aspects involved in
the pathogenesis of caries could give rise to preventive strategies for this disease, which is one
of the most prevalent in the world18
. One of the oral health targets established for 2020 is to
lower the DMFT at 12 years of age, particularly amongst the high-risk groups19
.
Thus, the aim of the present study was to investigate the genetic inheritance
model which best explains the family segregation pattern for dental caries, in a sample of 12
year-old schoolchildren with high and very high DMFT indices, living in a small municipality
of southern Brazil.
MATERIALS AND METHODS
1 OUTLINE OF STUDY
This is an epidemiological study that is genetic, cross-sectional and
observational in nature, the population of which is made up of students aged 12 years old
who, in 2012, took part in the oral health epidemiological study undertaken by the Municipal
Health Department in Ibiporã, a small city in the state of Paraná, Brazil.
The study was approved by the Research Ethics Committee at the Northern
Paraná University (#811.740/2014).
2 DEFINITION OF SAMPLE
Eligibility criteria: of the 288 twelve year old students, who, in 2012, took
part in the epidemiological survey, 25 had a DMFT index classified as high or very high and,
therefore, these children and their families were included in the sample of the present study,
78
with at least three accessible generations. For the selection of these individuals, the
classification criteria for caries attacks were employed based on the high DMFT (≥ 4.5)
following the WHO criteria20
. All other students, along with their respective families, were
excluded from the study.
3 DATA COLLECTION
Data collection was divided into clinical examination and interview, both
performed by a single examiner. Prior to the collection, all subjects received information
regarding the research study and were invited to sign the free and informed consent form,
agreeing to take part in the study. The parents/legal guardians signed the document for minors
under the age of 18.
The clinical examinations were conducted at home, in ambient conditions,
under indirect natural light, with both examiner and examinee seated, using a wooden tooth
pick, flat oral mirror and a WHO probe (CPI probe), after the removal of food debris with
gauze, where required. Oral evaluations were made after the process of intra-examiner
calibration. To test intra-examiner agreement, 2 families were reassessed observing the same
conditions as in the original examination. The data sets were compared using the Kappa test.
The Kappa value for the intra-observer repeatability statistical test was 0.8, indicating “very
good agreement” between data sets21
.
For information on demographic and socioeconomic profile, previous and
present medical history, oral health behaviour (hygiene habits, dietary habits and frequency of
consumption of confections, number and frequency of visits to the dentist during the year, use
of fluoride, amongst others), and oral health, a semi-structured questionnaire was employed.
In order to evaluate experience and severity of dental caries, the DMFT index was used,
following the diagnostic criteria established by the WHO22
. The presence or absence of
gingivitis was evaluated through the gingival bleeding index, after a gentle probing of the
gingival sulcus applied to all teeth. The severity of the gingivitis was analysed according to
the Coutinho and Tostes classification (1997)23
which takes into account the number of gum
surfaces that are bleeding in order to determine the severity of gum disease. When there are
no bleeding surfaces, gingivitis was considered absent. For all other situations where bleeding
surfaces were evident (mild, moderate or severe), it was assumed that gingivitis was present.
To minimize potential errors due to the lack of information with regard to
third and fourth generations, some authors use only two generations to calculate penetrance
79
values24
. For the present study, three generations were considered so as to make the
genograms more informative.
Of the 25 families selected for the sample, 21 authorized the evaluation.
Four did not agree to take part in the research study, even after clarification about the
importance of the project. The parents/guardians alleged that they had completed the dental
treatment and that when they needed to, they would call back or find a public dental service.
These 21 families comprised 197 individuals making up the genograms. The DMFT index
was available for 154 individuals who were evaluated by the examiner. Data for 43 subjects
were obtained via information from relatives.
4 STATISTICAL ANALYSIS
The data collected during the epidemiological survey of the schoolchildren,
as well as the data on their family members, were input to the application Statistical Package
for Social Science – version 17.0 (SPSS Inc., Illinois, USA). The genograms were drawn
using tools available in Microsoft Word 2007.
Initially to test the association between the independent variables and the
number of decayed teeth (DT), simple linear analysis was conducted. Next, the multiple linear
analysis was performed with the significance level set at 5%.
The Complex Segregation Analysis was performed using the Statistical
Analysis for Genetic Epidemiology program (S.A.G.E.) version 6.3, through the segregation
analysis program known as SEGREG25
. The data extracted from the genograms and the SPSS
were compiled in Microsoft Excel spreadsheets, which were required for handing off the data
to the S.A.G.E. program.
Ten families were regarded as complete and with three accessible
generations, so only these were included in the analysis. The other families were excluded due
to the lack of information (premature death of the proband’s grandparents, making it
impossible to obtain any information related to oral condition, loss of contact of the biological
father, adoptions cases, there for without genetic involvement among family members and
family members hospitalized in a rehabilitation clinic, amongst others).
80
RESULTS
The sociodemographic profile of the schoolchildren and their families is
shown in Table 1. Of a total of 157 individuals, the majority (57.3%) were female and of
white ethnic (77.9%). Amongst the family members, the mean age was 37.45 ± 23.85 years.
Only 39.7% of those interviewed had more than 8 years of schooling. The mean years of
schooling was 7.2 ± 3.5 and the average family income was R$ 1,040.97 ± 526.44.
Regarding the oral health behaviors (Table 1), 42.9% indulged in the habit
of eating confections between meals (nibbling) more than 3 times a day; 82.7% brushed their
teeth more than once a day; only 34.6% used dental floss, and; 64.2% reported having visited
the dentist during the year. It should be emphasized that 89% confirmed having received
information about oral health care.
Considering the whole sample, the prevalence of caries was 89.2% and the
DMFT index ranged from 0 to 28, with a mean score of 15.17±0.97. The analysis of the index
by component showed a mean decayed component value of 0.95±2.04. Amongst the
schoolchildren, the DMFT index varied between 4 and 16, with a mean value of 8.05±3.11.
The analysis of the index by component showed a mean decayed value of 2.42±3.58.
The results of the simple linear regression (Table 2) showed that the
following variables were associated with higher scores of the decayed component: having
gingivitis (p < 0.0001), not using fluoride (p = 0.050); not having visited the dentist yet (p<
0.0001); not having visited the dentist last year (p = 0.001), and not having received
information on oral health care (p < 0.0001). When all the variables were included in the
model, only the presence of gingivitis remained statistically significant when associated with
the untreated decayed scores (p = 0.005). There was a higher mean decayed component value
among individuals with gingivitis (2.64±3.05) when compared to individuals without
gingivitis (0.65±1.16).
Table 3 shows that of the 21 families checked, 18 (85.72%) exhibited an
autosomal dominant pattern. In two families (9.52%), caries disease was sporadic, suggesting
an autosomal recessive model. Only one of the genograms (4.76%) exhibited both the
dominant and recessive inheritance patterns.
Amongst the 197 individuals comprising the genograms, 102 (51.78%) were
female and 95 (48.22%) were male. The male/female ratio was 1:1.07. Eleven probands
(52.38%) were male and 10 (47.61%) were female (Table 3).
No correlation was identified between father-mother, father-child or mother-
child pairs, so these parameters were not included in this table.
81
The CSA results are shown in Table 4. Model I (sporadic model) only
included non-genetic covariables with a significant impact on susceptibility to the disease.
The variable gingivitis was significantly associated with the decayed component in the
multiple regression analysis, therefore it was included in the CSA. In this sporadic model, it is
assumed that the phenotype occurs randomly in the studied population, that is to say, in the
absence of a major gene or multifactorial components, the values for d were set at [1] and Q at
[0]. The sporadic model without family correlation was rejected, as opposed to the model that
included the children-children correlation (model I vs. II, ²א (1 df) = 6.11, p = 0.013).
Then, in addition to the significant covariable, the dependency of the
decayed phenotype was checked via model II (children-children family correlations). The
inclusion of the major gene with a dominant effect maintained a statistically significantly
association (²א (3 df) = 7.89, p = 0.048).
In order to discard the possibility of significant family dependency due to
shared environmental factors, a major gene effect was included in the models (models III and
IV). With the removal of the residual children-children correlation (model III vs. IV) there
was no significant impact (²א (2 df) = 5.92, p = 0.052). So these results suggest the presence
of a major gene controlling the decayed phenotype with an estimated frequency of allele A of
0.22. The mean number of decayed teeth was estimated at 1.35 for individuals with genotypes
AA and AB, and 3.91 for BB.
82
DISCUSSION
The CSA conducted in the present study evidenced the existence of a major
gene effect transmitted following a dominant model, with frequency of resistant allele "A"
estimated at 0.22. The mean number of decayed teeth value was estimated at 1.35 for
individuals with genotypes AA and AB, and 3.91 for BB. After adjusting for age and
gingivitis, only the presence of gingivitis maintained an association with a higher number of
teeth with active caries in this study population.
These results are in agreement with those described by Werneck et al.16
who
reported a greater number of teeth with active caries in individuals carrying the BB genotype
than in those who carried the AA or AB genotypes. Besides the gingivitis, the authors
observed that the age remained associated with the number of active caries, which only
increased in the 20-29 age bracket and subsequently diminished. In their research, patients
with gingivitis also exhibited a higher mean decayed component value.
Gingivitis and dental caries both have an important, common etiological
component in the dental biofilm22
. Adequate oral hygiene, with the constant and effective
disarrangement of this biofilm is necessary for the prevention of these oral pathologies that
are common in the general population (45.8%). It should be stressed that gingivitis is an
important predictor of a high number of caries lesions26
.
A limitation of this study to be considered is the use of the DMFT. The use
of a more sensitive index that can measure the severity of the lesion, such as the International
Caries Detection and Assessment System (ICDAS), should be considered in forthcoming
studies, as well as an evaluation of individuals attending dental clinics, due to the difficulty
and restrictions present when conducted in the home environment.
DNA-based molecular studies may, therefore, be able to confirm the genetic
effect on susceptibility to caries and explain cases where environmental or behavioural factors
would not explain the presence/absence of dental caries. Therefore it has become essential
that a partnership be established between the Public Health Service and Universities
(Academia) so as to enable future DNA-based molecular studies.
Family oral health history is a valid representation of the existence of
common genetic and environmental factors that may contribute to an individual’s oral health
condition. It is also related to how these influences could contribute to health across all
generations27
. Kuh (1997)27
suggests that one generation’s state of health may have a
profound effect on the next generation, in the same way that other studies have found
intergenerational, family associations with cardiovascular disease28
. Very few studies,
83
however, have been conducted into intergenerational associations of an oral health nature29
.
The acquisition of basic information about oral disease in the family history
may be regarded as a first step to identifying high-risk individuals and the families that could
benefit from preventive and treatment efforts, such as in the Public Health Services, in
addition to serving as a supplement to information obtained from the DMFT index. The goal
of intergenerational studies is to explain the risk factors related to the families of children
exposed to a greater risk than their peers, of diseases affecting the oral cavity. Practically, the
oral health condition of parents cannot be changed without substantial effort, time and
resources30
.
The results of the present study provide evidence as to the presence of a
major gene with a dominant effect controlling the appearance of dental caries, within the same
family. Family history of oral health would appear to be a valid representation of the complex
interaction between genetic factors and shared environmental factors, exposures and
behaviour that contribute to the oral health conditions of an individual and his family
members.
Further studies are needed in an attempt to identify predisposing genetic
factors and/or protective factors, which will contribute to the development of more effective
public health policies and strategies aimed at promoting health and consequently reducing the
prevalence of this disease.
Conclusions
From the results obtained in the present study, the following conclusions
may be reached: among the sociodemographic, behavioral and clinical factors investigated,
only gingivitis remained associated with a higher number of decayed teeth; the presence of an
autosomal dominant inheritance pattern was detected in most families evaluated.
84
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86
ACKNOWLEDGMENTS
Acknowledgments to the participants of the field study for the important
contribution to this research study; to the Departments of Health and Education in the
municipality of Ibiporã (Paraná), for making available the data used for analysis in this study.
Table 1 - Number of decayed teeth according to characteristics of the studied Brazilian
families
Characteristics N % Decayed component
Mean SD
Sociodemographics
Gender
Female 90 57.3 0.90 1.77
Male 67 42.7 1.01 2.37
Skin colour/race
Not-white 27 22.1 2.04 2.73
White 95 77.9 0.97 2.04
Schooling in years
≤ 8 47 60.3 2.04 2.62
≥ 9 31 39.7 1.06 2.14
Mean age in years 37,4 + 23,8
Mean Family income* 1040,97+526,44
Oral health behaviors/information
Daily between meal frequency
None 26 31.0 1.73 1.86
≤ 3 times 22 26.2 1.18 2.42
4 times or + 36 42.9 1.72 2.75
Daily tooth brushing frequency
Once 14 17.3 2.43 3.91
Twice or + 67 82.7 1.43 2.01
Dental floss use
No 53 65.4 1.96 2.75
Yes 28 34.6 0.93 1.51
Fluoride use
No 52 64.2 2.00 2.56
Yes 29 35.8 0,90 2.05
Already visited the dentist
No 29 35.8 2.90 3.14
Yes 52 64.2 0.92 1.57
Number of visits to dentist/last year
None 34 42.0 2.62 3.07
Once 17 21.0 1.29 1.64
Twice or + 30 37.0 0.63 1.40
Access tooral health information
No 9 11.0 4.22 3.49
Yes 73 89.0 1.29 2.07
Oral health clinical conditions
Presence of gingivitis
No 52 54.2 0.62 1.14
Yes 44 45.8 2.64 3.05
* Brazilian currency – Reais
87
Table 2 - Linear regression analysis of explanatory variables on decayed component among
Brazilian families 1 Adjusted for all variables into the equation
Explanatory variables Unadjusted
Regression
Coefficient (SE)
P
value
Adjusted1
Regression
Coefficient (SE)
P
value
Gender 0.11 (0.33) 0.729 0.06 (0.65) 0.930
Skin colour/race 0.55 (0.24) 0.025 0.16 (0.38) 0.678
Schooling in years -0.98 (0.56) 0.088 -1.07 (0.55) 0.055
Mean age in years -0.01 (0.01) 0.110 0.03 (0.02) 0.255
Mean Family income* 0.00 (0.00) 0.299 0.00 (0.00) 0.125
Daily between meal frequency 0.02 (0.31 0.951 0.44 (0.40) 0.284
Daily tooth brushing frequency 0.99 (0.71) 0.167 -0.49 (0.78) 0.531
Dental floss use 1.03 (0.56) 0.070 -0.20 (0.76) 0.780
Fluoride use 1.10 (0.55) 0.051 -0.32 (0.76) 0.673
Already visited the dentist 1.97 (0.52) 0.000 0.33 (1.38) 0.809
Number of visits to dentist/last year 0.99 (0.28) 0.001 0.23 (0.73) 0.754
Access to oral health information 2.93 (0.79) 0.000 0.97 (0.90) 0.286
Presence of gingivitis 2.02 (0.45) 0.000 1.58 (0.53) 0.005
88
Table 3 – Distribution of affected individuals and unaffected by gender in 21 families evaluated probands affected by tooth decay
Family Model Proband Affected
relatives
M F
Relatives not
Affected
M F
Phenotype
unknown
M F
Total
1 AD M 3 3 1 2 0 0 10
2 AD F 3 4 0 1 0 0 9
3 AR M 4 3 0 0 0 1 9
4 AD F 2 2 0 0 1 0 6
5 AD F 3 4 0 1 0 0 9
6 AD M 5 3 0 0 0 0 9
7 AD M 5 3 0 0 1 0 10
8 AR M 3 6 0 0 0 0 10
9 AD M 2 4 1 0 1 0 9
10 AD M 3 4 0 1 0 0 9
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
AD
AD
AD/AR
AD
AD
AD
AD
AD
AD
AD
AD
F
F
F
M
F
F
F
M
M
F
M
1 3
6 6
6 3
3 3
4 4
3 3
3 3
3 4
4 3
3 5
4 10
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 1
0 0
0 0
0 0
0 0
0 0
2 1
0 0
0 0
1 0
0 0
0 0
1 0
0 0
1 1
0 0
0 0
8
13
10
8
9
9
8
8
10
9
15
Total 11 (M) 10(F) 73 83 3 6 8 3 197
AD: Autosomal dominant with complete penetrance;
AR: Autosomal Recessive or new mutation . Autosomal only with the affected proband
89
Table 4 – Complex Segregation Analysis of Phenotype Number of Decayed Teeth, Accouting for Age and Gingivits Satatus. MODEL D Q(A) µA
A
µAB µBB σ2 ρ(0) gingivits age AA AB BB -2lnL
2 P.E
.
P Value Tested
Model
AIC
I- Sporadic 1 0 1,35 [µAA] [µAA] 12,38 (0) 0,28 0,61 - - - 15,32 - - - - 12,10
II – Familial
Correlation Sib-sib
1 0 1,34 [µAA] [µAA] 12,38 0,1 0,28 0,60 - - - 9,21 6,11 1 0,013 I x II 35,35
III – Major Gene and
Familial Correlation
Sib-sib
1 0,22 1,35 [µAA] 3,91 12,38 0,1 0,50 0,63 1 0,5 0 1,32 7,89 3 0,048 II x III 27,2
IV – Major Gene 1 0,22 1,35 [µAA] 3,95 12,36 (0) 0,72 0,28 1 0,5 0 7,24 5,92 2 0,052 III x IV 31,11
d : degree of dominance major gene.
"-" : Non-relevant Parameter in the model. "()": Fixed parameter for hypothesis
"[]" : Parameter fixed to the same value as the preceding estimated of parameters. "Q" : Allele frequencies of major gene "A".
"µ" : means for genotypic genotype ( AA , AB , BB ), adjusted for covariates " σ
2" : residual variance of the phenotype.
"ρ" : Familial Correlation "β" : Covariable regression coefficients
"" AA, AB, BB: probabilities of transmitting allele A for individuals AA, AB and BB , respectively. -2lnL : Maximum likelihood ratio
²: chi square.
p: significance P.E: number of estimated parameters.
A.I.C: used to compare unrelated models.
s ou Taus: transmission probability parameter.
90
Anexo G – Norma de formatação da Revista
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
