UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA JAQUELINE FAGUNDES PEREIRA ANÁLISE DE POLIMORFISMOS DE INSERÇÃO ALU COMO MARCADORES DE ANCESTRALIDADE EM ESTUDO CASOCONTROLE DE CORONARIOPATAS DO ESTADO DA BAHIA Feira de Santana, BA. 2010 JAQUELINE FAGUNDES PEREIRA ANÁLISE DE POLIMORFISMOS DE INSERÇÃO ALU COMO MARCADORES DE ANCESTRALIDADE EM ESTUDO CASOCONTROLE DE CORONARIOPATAS DO ESTADO DA BAHIA Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Biotecnologia, da Universidade Estadual de Feira de Santana como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Biotecnologia. Orientador: Prof. Dr. Domingos Lázaro Souza Rios Co-orientadora: Prof.ª. Dra. Sandra Mara Bispo Sousa Feira de Santana, BA. 2010 Aos meus pais, Arnaldo e Elizabete Pelo incentivo ao estudo, enfatizando sempre que o conhecimento é a maior riqueza entre os seres humanos, pelo carinho, dedicação, incondicional. amor e apoio AGRADECIMENTOS A Deus, pela minha vida e por toda força renovada nos momentos de fraqueza. Ao meu orientador, Prof. Dr. Domingos Lázaro Souza Rios pela confiança em mim depositada, pelos ensinamentos, pelo apoio, e paciência. A Prof.ª Dr.ª Sandra Mara Bispo Sousa, que sempre está disponível em me ajudar e por todos os ensinamentos compartilhados. A Prof.ª Dr.ª Ana Angélica Leal Barbosa que tornou possível a execução deste trabalho, por está sempre presente, muito obrigada! A Prof.ª Dr.ª Kiyoko Abé Sandes por fazer parte da banca examinadora e pela disponibilidade em avaliar esse trabalho. Aos meus pais Arnaldo e Elizabete, as pessoas mais importantes da minha vida, que mesmo sem entender muito bem o que eu faço (rsrs...), me apóiam de forma incondicional. Á Luciana Araújo, pela amizade, por dividir comigo a rotina no laboratório, as disciplinas, as viagens (que foram muitas... rsrs!), as angústias, incertezas e as alegrias desses dois anos. Ao meu amigo Getúlio Bomfim por ser tão prestativo e companheiro, obrigada por tudo! Ao meu amigo Ricardo Brito, pela amizade sincera, e mesmo estando distante torce por mim. Aos colegas do Laboratório de Genética Molecular da UESB, Elder, Bruno, Dani, Caio, Jamile Oliveira, pelas horas de descontração. A UEFS que através do programa de Pós-graduação em Biotecnologia, permitiu a realização deste trabalho. A Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia pela oportunidade de realização dos trabalhos práticos. Ao CNPq – pela concessão da bolsa de estudos. Estou convencido de que o mundo não é um mero pântano para onde homens e mulheres se atiram... e morrem. Alguma coisa magnífica está ocorrendo aqui no meio de crueldades e tragédias, e o desafio supremo à inteligência é fazer prevalecer o que há de mais nobre e melhor na nossa curiosa herança. (C.A.Beard). RESUMO Os polimorfismos de seqüência Alu podem ser usados para estimar ancestralidade, pois apresentam alelos com freqüências muito diferentes entre grupos populacionais etnicamente distintos. A análise destes polimorfismos foi realizada com intuito de quantificar a mistura étnica em amostras casos-controles visando verificar a presença de estruturação populacional. 30 marcadores foram analisados em 539 pacientes coronariopatas (364 euro-brasileiros e 175 afrobrasileiros) e em 302 controles (164 euro-brasileiros e 138 afro-brasileiros). O DNA genômico foi amplificado utilizando-se o método de PCR-multiplex. Os fragmentos amplificados foram separados em PAGE 8% não desnaturante/coloração por Nitrato de Prata. As análises estatísticas foram realizadas com o uso dos programas GENEPOP, ADMIX2, FSTAT 2.8, DISPAN. Dos 30 loci analisados, sete apresentaram freqüência alélica similar às encontradas em populações africanas em todas as amostras deste estudo. Foram observados desvios significativos para o equilíbrio de Hardy-Weinberg em todas as amostras analisadas sendo que a maioria pode ser explicada por déficit de heterozigotos. Nas associações alélicas par-a-par, a amostra casos euro-brasileiros apresentou associações significativas. A diversidade gênica intrapopulacional variou de 0,415 nos casos afro-brasileiros no locus Ya5_541F a 0,503 em casos afro-brasileiros no locus Ya5ACA866. A estimativa de mistura foi consistente para o modelo di-hibrído (Afro-americanos e Europeus). Em todas as amostras a contribuição afro-americana foi maior, o que era esperado devido à história de formação da população baiana. Porém essa contribuição foi similar em todas as amostras, não diferenciando afro-brasileiros de euro-brasileiros. Palavras-chaves: Polimorfismos, sequência Alu, ancestralidade, estruturação populacional. ABSTRACT The polymorphisms of Alu sequence can be used estimate ancestry, therefore they present alleles with very different frequencies between ethnicity distinct population groups. The analysis of polymorphisms of Alu insertion was carried through with intention to quantify the ethnic mixture in samples case-control being aimed at to verify the presence of population stratification. 30 markers were analyzed in 539 patients with coronary artery disease (364 Euro-Brazilians and 175 african-Brazilians) and 302 controls (164 Euro-Brazilians and 138 african-Brazilians). Genomic DNA was amplified using the PCR-multiplex. The amplified fragments were separated on 8% PAGE not denaturing / color by Silver Nitrate. Statistical analysis was performed using the programs GENEPOP, ADMIX2, FSTAT 2.8, DISPAN. Of the 30 loci examined, seven showed allele frequencies similar to those found in African populations in all samples in this study. Significant deviations were observed for the Hardy-Weinberg equilibrium in all samples analyzed and most can be explained by a deficit of heterozygotes. Allelic associations in pair-the-pair, the sample cases Euro-Brazilians showed significant associations. The intrapopulation diversity ranged from 0.415 in cases african-Brazilians in Ya5_541F locus to 0.503 in cases african-Brazilians in Ya5ACA866 locus. The estimated mixture was consistent with the model di-hybrid (African-Americans and Europeans). In all samples the african-American contribution was higher, which was expected due to the formation history of the Bahian population. But this contribution was similar in all samples, not differing african-Brazilian of the Euro-Brazilians. Word-keys: Polymorphisms, Alu sequence, ancestry, population stratification. SUMÁRIO LISTA DE TABELAS..................................................................................................10 LISTA DE FIGURAS...................................................................................................11 1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................12 2 REVISÃO DA LITERATURA...................................................................................13 2.1 POPULAÇÃO BRASILEIRA..............................................................................13 2.2 POLIMORFISMOS GENÉTICOS .....................................................................15 2.3 ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS INSERÇÕES ALU.............................................18 2.4 DOENÇA ATEROSCLERÓTICA CORONARIANA...........................................19 2.5 ESTUDOS DE ASSOCIAÇÃO DO TIPO CASO-CONTROLE..........................21 2.6 ESTRUTURA POPULACIONAL .......................................................................22 3 OBJETIVO...............................................................................................................25 3.1 OBJETIVO GERAL............................................................................................25 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.............................................................................25 4 MATERIAL E MÉTODOS........................................................................................26 4.1 CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA.................................................................26 4.2 POLIMORFISMOS ESTUDADOS.....................................................................26 4.3 ANÁLISE LABORATORIAL...............................................................................28 4.3.1 Extração de DNA.......................................................................................28 4.3.2 Reação em Cadeia de Polimerase (PCR)................................................28 4.3.3 Análise do Produto Amplificado.............................................................31 4.3.4 Coloração com Nitrato de Prata e Secagem do Gel..............................31 4.4 ANÁLISES ESTATÍSTICAS...............................................................................33 4.4.1 Frequências Alélicas e Equilíbrio de Hardy-Weinberg.........................33 4.4.2 Associação Par-a-Par entre Loci.............................................................34 4.4.3 Diferenciação genética das populações................................................34 4.4.4 Diversidade gênica...................................................................................35 4.4.5 Mistura Étnica............................................................................................35 5 RESULTADOS.........................................................................................................36 5.1 FREQÜÊNCIAS ALÉLICAS ..............................................................................36 5.2 EQUILÍBRIO DE HARDY-WEINBERG..............................................................44 5.3 ASSOCIAÇÕES ALÉLICAS PAR-A-PAR .........................................................46 5.4 DIFERENCIAÇÃO GENÉTICA ENTRE POPULAÇÕES..................................47 5.5 DIVERSIDADE INTRAPOPULACIONAL (HS)..................................................50 5.6 MISTURA ÉTNICA............................................................................................51 6 DISCUSSÃO............................................................................................................53 6.1 FREQÜÊNCIAS ALÉLICAS ..............................................................................53 6.2 EQUILÍBRIO DE HARDY-WEINBERG..............................................................54 6.3 ASSOCIAÇÕES ALÉLICAS PAR-A-PAR .........................................................55 6.4 DIFERENCIAÇÃO GENÉTICA ENTRE POPULAÇÕES..................................57 6.5 DIVERSIDADE INTRAPOPULACIONAL (HS)..................................................57 6.6 MISTURA ÉTNICA............................................................................................58 7 CONCLUSÕES........................................................................................................60 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................62 ANEXO I......................................................................................................................69 ANEXO II.....................................................................................................................72 ANEXO III....................................................................................................................74 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Loci genéticos, sequência dos iniciadores, localização cromossômica e tamanho do fragmento dos polimorfismos que foram estudados...............................27 Tabela 2 - Componentes da mistura de reação de PCR............................................29 Tabela 3 - Programa utilizado para amplificação das sequências Alu.......................30 Tabela 4 - Frequências alélicas dos 30 polimorfismos de inserção Alu analisados em casos e controles e nas populações parentais...........................................................37 Tabela 5 - Probabilidades obtidas com o teste exato para a verificação da aderência ao Equilíbrio de Hardy-Weinberg nas amostras analisadas.......................................45 Tabela 6 - Probabilidades obtidas com o teste do Equilíbrio de Hardy-Weinberg para verificar o déficit de heterozigotos...............................................................................46 Tabela 7- Diferenciação gênica baseada nos 30 loci entre as quatro populações, caso euro-brasileiros (CEB), caso afro-brasileiros (CAB), controle euro-brasileiros (COEB) e controle afro-brasileiros (COAB)................................................................48 Tabela 8 - Diferenciação genotípica baseada nos 30 loci entre as quatro populações, caso euro-brasileiros (CEB), caso afro-brasileiros (CAB), controle euro-brasileiros (COEB) e controle afro-brasileiros (COAB)................................................................50 Tabela 9 - Diversidade gênica (HS) dos loci nas populações analisadas.................51 Tabela 10 - Estimativa de mistura étnica nas amostras analisadas, segundo o método de identidade gênica, considerando os 30 polimorfismos analisados..........52 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Principais origens e destinos de tráfico de escravos para o Brasil...........13 Figura 2 – Diagrama esquemático da evolução da integração recente de subfamílias Alu................................................................................................................................19 Figura 3 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Casos Eurobrasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos.....................................................40 Figura 4 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Casos Afrobrasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos.....................................................41 Figura 5 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Controles Eurobrasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos.....................................................42 Figura 6 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Controles Afrobrasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos.....................................................43 Figura 7 - Estimativas de mistura étnica, africana e européia, a partir dos 30 loci nas amostras CEB (casos euro-brasileiros), CAB (casos afro-brasileiros) COEB (controles euro-brasileiros) COAB (controles afro-brasileiros)...................................52 1 INTRODUÇÃO A população brasileira se caracteriza por apresentar alta heterogeneidade genética, formada a partir de diversos grupos étnicos diversificados entre si. Os estudos casos-controles que investigam a associação entre polimorfismos em genes candidatos e doenças têm sido amplamente empregados. Entretanto, em populações miscigenadas como a brasileira, a existência de estruturação populacional pode levar a resultados espúrios. Tornando o controle deste fator, um passo imprescindível nestes estudos populacionais. O estado da Bahia é caracterizado por uma população tri – híbrida com forte ascendência africana tornando de fundamental importância caracterizar a sua estrutura populacional. A estrutura genética de amostras de casos e controles para doença aterosclerótica coronariana foi examinada usando um conjunto de polimorfismos de seqüências Alu para avaliar as contribuições africana, européia e ameríndia em indivíduos desta amostra. Estas sequências Alu são excelentes marcadores étnicos, que investigam a composição genética de diferentes populações e poderão ser utilizados para controle da estruturação populacional em estudos genéticos utilizando a metodologia caso-controle. 13 2 REVISÃO DA LITERATURA 2.1 POPULAÇÃO BRASILEIRA A população brasileira é bastante peculiar em relação a outras populações do mundo por ter sido formada a partir da miscigenação de vários povos que passaram a co-habitar o Brasil desde 1500, especialmente ameríndios, africanos e europeus (CALLEGARI-JACQUES e SALZANO, 1999). Na época da chegada dos portugueses, o Brasil era habitado por vários povos indígenas, que se distribuíam ao longo de toda a costa. Devida a drástica diminuição da população indígena, provocada pelo extermínio, epidemias e o trabalho escravo, foi necessário à utilização de uma nova mão-de-obra escrava, os africanos. A origem dos africanos que foram trazidos para o Brasil foi bastante variada, tendo envolvido pessoas vindas do ocidente, oriente e sudoeste da África, bem como da região do atual Moçambique (em número bem menor), sendo que a maioria originou-se das regiões dos atuais, Congo e Angola (KLEIN, 2002). As cidades Salvador, Recife e Rio de Janeiro constituíam na época os principais destinos dos africanos que foram trazidos para cá (GATTÁS et al., 2004), conforme pode ser observado na figura 1. Figura 1 - Principais origens e destinos de tráfico de escravos para o Brasil (Fonte: SOUSA, 2001). 14 Além dos africanos, ameríndios e portugueses, a população brasileira recebeu também influência de outros povos na sua formação. Durante o século XIX e início do século XX, outros imigrantes vieram juntar-se aos grupos já existentes, como italianos, espanhóis e alemães, além dos japoneses e chineses (CALLEGARIJACQUES e SALZANO, 1999). A população brasileira é, assim, caracterizada por grande diversidade étnica e intensa miscigenação. Em 1800, os negros constituíam 47% da população brasileira, contra 30% de mulatos e 23% de brancos (IBGE, 2000). Fatores como, por exemplo, a proibição do tráfico de escravos (1850), a elevada mortalidade da população negra, o forte estímulo à imigração européia (expansão cafeeira), além da intensa miscigenação entre brancos e negros, alteraram profundamente a composição étnica da população brasileira. Em 1880, os negros estavam reduzidos a 20% da população, contra 42% de mulatos e 38% de brancos. Assim como o Brasil, a Bahia foi à primeira área de colonização deste país e possui uma população altamente heterogênea, baseada em três grupos principais, ameríndios, africanos e europeus. No entanto, este estado teve uma miscigenação mais intensa por parte de africanos e europeus. A chegada dos negros na Bahia se confunde com a história dos mesmos no Brasil, tendo em vista que o porto de Salvador foi um dos mais importantes do início até o fim do tráfico escravo (TAVARES, 2001). Nos dias atuais a população baiana consiste de 75% de indivíduos de origem Africana (GATTÁS et al., 2004), constituindo-se assim uma das populações que melhor caracterizam os afro-descendentes no Brasil. Recentemente, Callegari-Jacques et al. (2003) analisaram mais de mil indivíduos pertencentes às cinco regiões brasileiras. A contribuição européia foi maior na região Sul (81%) e menor na região Nordeste (68%). Ao contrário, na região Sul, a contribuição africana é menor (11%), enquanto os maiores valores foram encontrados nas regiões Sudeste e Centro-Oeste (18%). E por fim, a contribuição ameríndia foi menor no Sul e Sudeste do país (7%) e maior para a região Nordeste (17%). Portanto, foi observado um gradiente crescente, norte-sul de contribuição Européia em concordância com a história da formação da população brasileira (PEDROSA, 2006). Dados de marcadores genéticos autossômicos e uniparentais em populações especiais, afro-descendentes remanescentes de quilombos, mostram 15 grande contribuição africana 53% a 81% nas amostras analisadas de São Gonçalo, Bananal e Barra (SOUSA, 2001; ABE-SANDES, 2002 e BARBOSA et al., 2006). No entanto não há dados com marcadores moleculares em amostras representativas do estado da Bahia. 2.2 POLIMORFISMOS GENÉTICOS Um polimorfismo genético refere-se à variação em um gene, cromossomo, ou proteína resultando na existência de duas ou mais formas, cada uma das quais tem freqüência maior que a que poderia ser mantida apenas por mutação recorrente. Como primeiro passo para associar etnia e herança genética, é necessário agrupar as populações humanas de acordo com suas respectivas ancestralidades (BAMSHAD, 2003). Para determinar diferenças entre grupos populacionais utilizamse pequenas variações no DNA, ou polimorfismos que se caracterizam por representar uma seqüência de DNA localizada num determinado locus cromossômico, que difere de indivíduo para indivíduo, e cujo alelo menos comum possui freqüência de pelo menos 1%. A variabilidade de marcadores polimórficos de DNA é bem maior do que a encontrada em seus produtos e estão distribuídos por todo genoma, sendo utilizados para estudos populacionais e na identificação individual (CAVALLI-SFORZA, 1994). Grande parte dos loci marcadores que apresentam alelos com freqüências muito diferentes entre grupos populacionais definidos geográfica e/ ou etnicamente, os quais se configuram como ótimos marcadores de individualidade, são denominados de PSAs (do inglês Population Specific Alleles, SHRIVER, et al., 1997). Estes marcadores apresentam elevado potencial para discriminar grupos populacionais e são, portanto, ferramentas eficientes quando se quer estabelecer o grau de mistura entre as populações a serem estudadas. Com a caracterização dos PSAs tornou-se possível gerar estimativas mais precisas das proporções ancestrais de uma população miscigenada (PARRA et al., 1998; PARRA et al., 2001; SHRIVER et al., 2003). Esses marcadores são atualmente denominados de AIMs (do inglês Ancestry Informative Markers; 16 BONILLA et al., 2004). Os AIMs podem ser usados para estimar ancestralidade biogeográfica em nível de população, subgrupo e individual (SHRIVER et al., 2003). Pequenos fragmentos do DNA conhecidos como polimorfismos de inserção Alu são amplamente utilizados (BATZER & DEININGER, 2002). As inserções Alu fazem parte da família de DNA repetitivo SINE (short interspersed nuclear elements) e são originárias de um retrotransposon. Ocasionalmente, as seqüências Alu replicam-se e as cópias resultantes se dispersam aleatoriamente para novas posições no cromossomo de origem, ou em outro cromossomo, geralmente em áreas que não provocam efeitos no funcionamento dos genes que estão próximos (BATZER & DEININGER, 2002). Segundo Batzer e Deininger (1994), se duas pessoas têm a mesma seqüência Alu no mesmo local do seu genoma, elas descendem de um antepassado comum que lhes forneceu aquele segmento específico de DNA. Isto porque, é improvável que o evento de inserção ocorra duas vezes em um mesmo locus. Estas inserções poderiam ser excelentes marcadores étnicos e, então, de grande uso para estimar a composição étnica de populações híbridas como a população brasileira (MENDES – Jr. & SIMÕES, 2001). Estes polimorfismos são altamente informativos em estudos de genética de populações, permitindo sua utilização como instrumento de investigação para caracterizar a composição genética de diferentes povos, uma vez que possui freqüências diferenciadas para cada etnia (RAY et al., 2005). Um estudo realizado com três marcadores de inserção Alu (TPA25, PV92 e APO) mostrou um grande diferencial de freqüências alélicas no locus PV92 entre Ameríndios/Africanos e Ameríndios/Europeus, e no locus APO entre Africanos/Europeus. O locus TPA25 foi o único que mostrou homogeneidade na distribuição das freqüências alélicas em todos os grupos analisados. As freqüências gênicas na amostra exibiram valores que são intermediários entre aqueles descritos para Europeus e Africanos refletindo a contribuição destes dois grupos étnicos na formação da população brasileira (MENDES – JR. & SIMÕES, 2001). Cotrim et al. (2004) analisaram quatro loci polimórficos Alu (APO, ACE, TPA e FXIIIB), em uma amostra de indivíduos de seis populações derivadas de Africanos (remanescentes de quilombos) do Vale do Rio Ribeira, e uma amostra de indivíduos do estado de São Paulo. As quatro inserções Alu foram polimórficas em todas as populações. O número de heterozigotos observados e esperados foi maior nos 17 remanescentes de quilombos do que na amostra de indivíduos do Estado de São Paulo, segundo estes autores é possível que esta população tenha sofrido um significante grau de fluxo gênico. Para Silva - Jr. et al. (1999), a eventual diversidade perdida pelo isolamento pode ter sido compensada pela miscigenação de diferentes grupos étnicos (Africanos, Europeus e Ameríndios) no momento de fundação dos quilombos. Além da miscigenação dos três grupos étnicos formadores, outra possível explicação seria a diversidade de grupos Africanos que foram trazidos juntos em navios como escravos para o Brasil. Com o objetivo de investigar a variação genética entre populações ameríndias foi analisada uma amostra composta por 193 indivíduos de quatro tribos Ameríndias, utilizando 12 polimorfismos de inserções Alu (cinco deles nunca estudados nestas populações) e um grupo de 22 proteínas sanguíneas. Os testes padrões de diferenciação intertribal e outros aspectos de sua variação foram congruentes nos dois grupos (Alu; grupo protéico). Considerando a heterozigose as inserções Alu e as proteínas sanguíneas mostram essencialmente o mesmo padrão com valores similares. A variabilidade total devido a diferenças inter-populacionais foram similares considerando os polimorfismos Alu e grupos protéicos (0,26; 8%; 0,23; 10%, respectivamente) (BATTILANA et al., 2002). Estudos feitos utilizando os marcadores informativos de ancestralidade que apresentam um alto diferencial de freqüência alélica (maior que 45%) entre Africanos e Europeus mostraram que em nível populacional era possível estimar de forma precisa, o grau de mistura africana e européia em uma população norte americana (PARRA et al., 1998). Com o objetivo de verificar se o grau da aparência física dos indivíduos está relacionado à sua ancestralidade genômica africana, PARRA et al. (2003) utilizaram o mesmo conjunto de AIMs descritos por PARRA et al. (1998) e descreveram o índice individual de ancestralidade genômica africana permitindo a estimativa de ancestralidade genômica africana em nível individual. Mostraram também que todas as estimativas em amostras brasileiras, baseadas em auto-classificação, apresentaram índice de ancestralidade africana (IAA) intermediário entre Europeus e Africanos (PARRA et al. 2003). Os maiores valores de ancestralidade africana foram encontrados nas regiões Nordeste e Sudeste, entretanto as regiões Norte e Sul mostraram valores menores para o IAA. Os resultados obtidos para amostras de brasileiros brancos 18 das quatro regiões do país mostraram contribuição africana superior a 10% em mais de 75% da amostra de brancos das regiões do Norte, Nordeste ou Sudeste. No Sul, apesar da forte imigração européia o percentual de brancos com IAA acima de 10%, mostrou-se alto (49%). Em termos comparativos os dados fornecidos por Shriver et al (2003) para brancos norte-americanos, apenas 11% deles apresentaram IAA superior a 10%. A conclusão desse estudo é de que pelo menos 77 milhões de pessoas em nosso país apresentam mais de 90% de contribuição africana, sendo esta de enorme significância para a constituição da população brasileira. Os polimorfismos de inserção Alu escolhidos neste trabalho apresentam poucos dados em populações mundiais (WANG et al., 2006, RAY et al., 2005), mas mostram um amplo diferencial de freqüência (>40%). 2.3 ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS INSERÇÕES ALU As subfamílias Alu originaram-se como um resultado de mutações que ocorreram na existência de elementos ‘master’ ou novos elementos de origem capazes de uma amplificação significante (ROY-ENGEL et al., 2001). O termo 'elemento repetitivo' descreve várias seqüências de DNA que estão presentes em múltiplas cópias nos genomas em que eles se encontram. Sendo que as inserções Alu estão incluídas no grupo dos elementos repetitivos (BATZER e DEININGER, 2002). Durante os últimos 65 milhões de anos, os elementos Alu têm propagado mais do que um milhão de cópias em genomas primatas, e isto tem resultado na geração de uma série de subfamílias Alu de diferentes idades (BATZER & DEININGER, 2002). Com isso, quase todas as subfamílias da recente integração dos elementos Alu dentro do genoma humano são chamadas de subfamílias “jovens”, são elas: Y, Yc1, Yc2, Ya5, Ya5a2, Ya8, Yb8 e Yb9, (compreendendo menos de 10% dos elementos Alu presente no genoma) a maioria existente são membros da subfamília Ya5 e Yb8 (ROY et al., 2000). A recente integração dos elementos serve como marco temporal na evolução do genoma, e muitos deles provaram ser úteis no estudo da evolução humana e no estudo da história natural de diferentes regiões do genoma (CARROL et al., 2001). 19 As jovens subfamílias Alu são comumente ativas no que diz respeito à retrotransposição, diferentemente das velhas subfamílias Alu (Sx, J e Sg1). Ressalta-se que as velhas subfamílias compreendem a maioria dos elementos Alu presente no genoma (ROY et al., 2000). A relação e a evolução das subfamílias Alu são apresentadas e descritas na figura 2. Figura 2 – Diagrama esquemático da evolução da integração recente de subfamílias Alu. Todas as origens das subfamílias Alu. Todas as origens das jovens subfamílias Yb9, Yc1 e Yc2 são mostradas depois a divergência das subfamílias Yb8 e Y, respectivamente. O tamanho da fonte é relativo ao número de elementos dentro de cada subfamília, o maior representante possui 100.000-200.00 cópias; o médio 1.000-2.000 cópias; e o menor 50-500 cópias. O número total de elementos de cada subfamília ligados à doença é indicado à direita. A proporção de elementos polimórficos dentro de cada família é representado por: ± elementos polimórficos raramente encontrados; +, baixa percentagem de elementos polimórficos; ++, 50% dos elementos são polimórficos; +++, quase todos elementos são polimórficos. (Adaptado de: ROY-ENGEL et al, 2001). 2.4 DOENÇA ATEROSCLERÓTICA CORONARIANA A amostra utilizada no presente estudo é constituída por pacientes que realizaram o exame de cineangiocoronariografia. A amostra foi dividida em amostras caso/controle de acordo com a presença da doença arterial coronariana. Aterosclerose é um processo dinâmico, evolutivo, a partir de dano endotelial de origem multifatorial, com características de reparação tecidual. Entretanto, o 20 processo tem início numa idade bastante precoce, tanto assim que, ao atingir a idade adulta, a maioria dos homens (e as mulheres em menor escala) apresenta evidência de aterosclerose das artérias coronárias (BATISTA, 2000). Os fatores de risco são capazes de predispor e/ou causar lesões diretamente no endotélio vascular levando a disfunção endotelial (ROSS, 2000). A partir do dano vascular, ocorre a expressão de moléculas de adesão que mediarão à entrada de monócitos em direção ao espaço intimal. Estes, por sua vez, englobarão lipoproteínas modificadas [predominantemente lipoproteínas de baixa densidade (LDL) oxidadas originando as células espumosas. Diferentes mediadores inflamatórios são liberados no espaço intimal, perpetuando e ampliando o processo, levando finalmente à formação da placa aterosclerótica (ROSS, 2000). Durante os últimos 30 anos se tem presenciado um declínio razoável da mortalidade por causas cardiovasculares, em países desenvolvidos, enquanto que elevações relativamente rápidas e substanciais têm ocorrido em países em desenvolvimento, dentre os quais o Brasil é um dos representantes (SOCIEDADE BRASILEIRA DE CARDIOLOGIA, 1996). No Brasil, a doença aterosclerótica coronariana é uma das principais causas de morte (Serviço de Informação sobre Mortalidade – Ministério da Saúde, 2001). De acordo com as projeções da Organização Mundial de Saúde, essa tendência de elevação na doença cardiovascular tende a persistir, agravando ainda mais o quadro de morbidade e mortalidade elevadas nos países em desenvolvimento. O perfil lipídico desfavorável e elevação da pressão arterial, particularmente em conjunto a outros fatores de risco como a obesidade, diabetes e a predisposição genética estão associados ao maior desenvolvimento da aterosclerose (Ministério da Saúde, 2001). A maioria das doenças humanas são poligênicas e multifatoriais, ou seja, são governadas por muitos genes e são causadas por um conjunto de fatores que agem conjunta e simultaneamente. Genes individuais têm papel sutil na expressão de qualquer patologia poligênica. Além disso, existem variáveis não genéticas, quer individuais (gênero, origem, etnia, entre outras.) ou ambientais (tabagismo, consumo de álcool, entre outras.) que são de grande importância nos estudos de associação entre fatores genéticos e o risco destas patologias (KATO, 2002). 21 Devido ao caráter tri – hibrido da população brasileira e da forte influência afro - descendente no estado da Bahia é de fundamental importância caracterizar a sua estrutura populacional, uma vez que estudos de associação realizados entre indivíduos não-aparentados em populações miscigenadas podem ser susceptíveis a erro devido à estratificação populacional. Nesses casos é necessário, quantificar o efeito da mistura recente na estrutura da população e fazer a correção utilizando modelos estatísticos populacionais (HINDS et al., 2004). 2.5 ESTUDOS DE ASSOCIAÇÃO DO TIPO CASO-CONTROLE Estudos de Associação permitem determinar se uma variante genética específica é mais comum em pessoas com a doença do que em pessoas sem a doença. Muitos estudos de associação utilizam o tradicional método caso-controle em que a presença da variante genética é comparada entre as pessoas com a disordem (casos) e aquelas pessoas que não têm a disordem (controles). Dependendo da característica sob investigação, os estudos de associação podem ser do tipo populacional ou baseado em famílias. Estudo de associação baseado na população compara as diferenças das freqüências alélicas de genes candidatos entre indivíduos afetados e controles, nãoafetados e não-relacionados (RISCH, 2000). Já os estudos baseados em famílias levam em conta a transmissão da característica dos pais para um filho afetado, ou seja, os alelos não-transmitidos são usados como controle (CARDON & PALMER, 2003). Segundo Pritchard e Rosenberg (1999), um dos maiores problemas dos estudos de associação é a estratificação genética que pode ocorrer devido à utilização de indivíduos miscigenados ou de diferentes grupos continentais. A consequência seria a obtenção de resultados espúrios em estudos de associação genética. Em situações como esta, tem-se uma maior representação de indivíduos com ancestralidade para um determinado grupo entre os casos e, assim, alelos mais frequentes neste grupo populacional aparecerão espuriamente associados à doença em questão (KNOWLER et al., 1988). Na população brasileira 22 esse fato deve ser levado em consideração para os estudos de associação genética a fim de se evitar esse erro. Entretanto, se casos e controles são adequadamente igualados para potenciais confundidores, tal como idade, sexo, etnia ou origem geográfica, e também outros fatores confundidores específicos de doenças, então é justo assumir que a estratificação populacional não é suficiente para explicar a associação observada (ARDLIE et al, 2002). 2.6 ESTRUTURA POPULACIONAL Um modelo de população estratificada pode ser definido, como aquele que contém vários subgrupos que permaneceram, em sua maior parte, geneticamente distinto durante a evolução. Muitos distúrbios genéticos são caracterizados por mutações alélicas que variam em freqüência entre populações de diferentes grupos, provavelmente porque um pequeno número de mutações ancestrais tornou-se prevalecente em determinadas populações devido à estratificação (MARCHINI et al., 2004). A existência de variantes alélicas específicas de populações tem um significado para a compreensão das origens das doenças genéticas e também cria oportunidades para o diagnóstico de alelos específicos em uma população de risco. Estudos de associação têm sido amplamente utilizados para ajudar no entendimento da base genética de traços quantitativos, tal como a susceptibilidade para doenças complexas (ZEMBRZUSKI et al., 2006). Entretanto, essas diferenças podem, muitas vezes, não ser detectadas. Assim, a não-detecção de estratificação populacional pode levar a associações espúrias entre um marcador candidato e um determinado fenótipo (RISCH, 2000; HINDS et al., 2004). Isto significa que tanto o distúrbio quanto o alelo aparentemente associados são comuns na população que está sendo estudada A possibilidade de associações falsas deve-se, principalmente, à população amostrada, à característica em estudo e/ou ao marcador que está sendo testado (ZIV & BURCHARD, 2003). Talvez o fator mais importante que leva a tais associações esteja relacionado às características da população, principalmente a etnia (RISCH, 2000; SANTOS et al., 2002) 23 Diferenças sistemáticas na ancestralidade entre casos e controles podem ser encontradas quando subgrupos populacionais distintos geneticamente têm uma prevalência diferente do fenótipo alvo (HINDS et al., 2004). Dez marcadores informativos de ancestralidade (AIMs) foram investigados em 101 pacientes com doença arterial coronariana e em 102 controles saudáveis de uma população da região sul do Brasil, a fim determinar a ocorrência de estratificação nesta população. O grau de miscigenação africana detectado nesta população foi estimado sendo maior que 6%, mas nenhuma diferença entre casos e controles foi observada. Usando o índice de ancestralidade africana (IAA) foi possível detectar níveis individuais de ancestralidade africana e remover da amostra aqueles indivíduos com evidencia de contribuição africana, pois este seria um fator confundidor. Conseqüentemente, mostrou-se que é possível controlar a estratificação da população escolhendo indivíduos, sem a perda do poder estatístico que ocorre com o uso de outros métodos do controle genômico (ZEMBRZUSKI et al., 2006). Um estudo realizado por Seldin et al. (2007) mostra a estrutura genética da população da Argentina examinada usando um conjunto de 78 AIMs para avaliar as contribuições européia, ameríndia e africana em 94 indivíduos desta população. O programa utilizado para os cálculos estatísticos foi o STRUCTURE, as contribuições médias européia, ameríndia e africana foram de respectivamente, 78%, 19,4% e 2,5%. Resultados similares foram encontrados quando se utilizou o método do quadrado médio: europeu, ameríndio e africano 80,2%, 8,1% e 1,7%, respectivamente. Consistente com os estudos anteriores os resultados atuais mostraram muito poucos indivíduos (quatro de 94) com miscigenação africana não superando 10%. Notavelmente, quando se utilizou o índice de miscigenação individual, os ameríndios e os europeus mostraram uma variação muito grande com uma contribuição individual de ameríndios que variou de 1,5 a 84,5% nos 94 indivíduos argentinos. Estes resultados indicam que índices de miscigenação devem ser considerados quando estudos casos-controle são realizados nestas populações. Além disso, o estudo atual mostra que um conjunto de SNPs informativos possam ser usados para verificar ou para controlar potenciais estruturações que estão ocultas. Além disso, a variação da miscigenação em indivíduos argentinos sugere que esta população é apropriada para futuros estudos de miscigenação. 24 Para Enoch et al. (2006), a probabilidade de detectar a estratificação aumenta com o número de marcadores analisados, visto a probabilidade que um marcador tem de variar entre duas populações que serão testadas. 25 3 OBJETIVO 3.1 OBJETIVO GERAL Caracterizar as freqüências de 30 polimorfismos de inserção Alu em casos e controles de uma amostra populacional de coronariopatas do estado da Bahia. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Estimar as freqüências alélicas e genotípicas dos marcadores estudados nestas amostras; • Estimar parâmetros de diversidade genética intrapopulacional; • Quantificar a mistura étnica; • Verificar as associações alélicas par - a - par entre pares de loci não ligados; • Investigar marcadores informativos de ancestralidade africana, ameríndia e européia nas amostras estudadas, no intuito de avaliar a possibilidade de estruturação da população. 26 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA A amostra estudada foi previamente coletada pelo grupo do Prof. Domingos Lázaro Souza Rios no Centro de Pesquisa Gonçalo Moniz/ Fundação Osvaldo Cruz, Bahia. A amostra é composta de 841 indivíduos que procuraram o serviço de Hemodinâmica do Hospital Santa Izabel em Salvador – BA para a realização de cineangiocoronariografia devido a sintomas relacionados a doença arterial coronariana. Na época da coleta (2004-2005) este serviço era o único na Bahia a realizar este exame pelo Sistema Único de Saúde, recebendo a demanda de todo o estado. Da amostra coletada 500 indivíduos apresentaram lesões ateroscleróticas significantes (obstrução da luz arterial > 50%) em coronárias e 341 não apresentaram lesões visíveis no exame. Dos 841 indivíduos estudados 312 foram classificados como Afro-descendentes e 529 como Caucasóides de acordo com os critérios morfológicos descritos por Azevêdo (1980) com modificações. Foram considerado Euro-descendentes (brancos e mulatos claros) e Afro-descendentes (mulatos médios, mulatos escuros e negros). Então, as amostras foram consideradas casos (euro-brasileiros e afro-brasileiros) e controles (euro-brasileiros e afro-brasileiros). O protocolo de pesquisa foi avaliado e liberado pelo comitê de Ética do Hospital Santa Isabel. Todos os pacientes foram informados dos riscos e benefícios potenciais da pesquisa e assinaram o termo de consentimento livre e esclarecido (Anexo III). 4.2 POLIMORFISMOS ESTUDADOS Foram estudados 30 polimorfismos de seqüência Alu (Tabela 1), estes foram escolhidos por apresentarem altos diferenciais de freqüências entre as populações asiáticas, (http://falcon.roswellpark.org:9090/). afro-americanas e européias 27 Tabela 1 - Loci genéticos, seqüência dos iniciadores, localização cromossômica e tamanho do fragmento dos polimorfismos que foram estudados. Loci Seqüência dos Iniciadores Localização cromossômica Tam. dos fragmentos (pb) Del / Ins Ya5ACA647 5’ACGTAAGCCTCAAAAAGGCA3’ 3’GGCACTGCAGATACAGTGTGA5’ 1p31.1 58 / 375 Ya5ACA733 5'TAGGGTAAGGAATATGTGCTGCTTTAG3’ 3'GTCTCTGAACGACTATGTGAGCAG5’ 1q24.2 175 / 500 Ya5NBC45 5'TATGGTTCTCAGCCATCACG3’ 3'ATTCTTCCCCAAAGGGAGTC5’ 20q11.23 265 / 591 Ya5ac1982 5'TCTGGGTTTCTCTGGTGGAC3’ 3'CTGGCAAATGCTACCCAAGT5’ 10q11.22 148 / 470 Ya5ACA917 5’TGGCCTGTTTTCACACCTTT3' 3'CCAAAGCAACTTGCACCTTT5’ 2p13.1 171 / 500 Ya5ACA1400 5’TTCCTCTGAAAGGCTGGAAA3' 3'AAACTGAAAATGCAGGTGCC5’ 5q31.1 379 / 677 5’TGGAAAGCAGAGAAATGCTG3' 3'GCTGTTATATGAAGTGTTCACCTTG5’ 13q14.2 167 / 498 6q15 541 / 849 Ya5ac2282 Ya5ACA1441 5’CAAATGCAATTGGAGTGTTCA3' 3'ATTGGGCTAAGCACAGGATG5’ Ya5NBC132 5’CTCGTGATTCACAGAAGTGTTGTAAG3' 3'CGGGGTTCATCCTTAATACATACAT5’ 6p22.2 228 / 458 Ya5ac2670 5’TGGGCAGAGTGAATATCCTTTAG3' 3'GACCTTGGTCCTTATTGTCTTCC5’ 19p12 159 / 476 Ya5ACA1555 5’TTTGTTGATCCAGTTTTATATGGC3' 3'CGGTTGGTTTCAATGTCCTT5’ 6q12 103 / 446 Yb8NBC157 5’TATGGTTCTCAGCCATCACG3' 3'ATTCTTCCCCAAAGGGAGTC5’ 10p11.22 423 / 712 Ya5NBC150 5’AAATGGAGACACAGAGGTGTAAAGA3' 3'CCCAAACTGCATATTTAAAGGGTAG5’ 19q13.41 169 / 491 Ya5ACA1002 5’GGGGTTGGAGAACCCTGTTA3' 3'AAGGAGTAGATTGTGATGGCCT5’ 3p24.3 132 / 457 Ya5NBC327 5’AGGCAGGTTCAATGTTCAAA3' 3'TTGTCTTATTGTGCTGGCTAGA5’ 6p12.3 339 / 668 Ya5ACA1242 5’GCGAGGGCCTTATAAAAGATG3' 3'ATTGGGTTTCACATCCGTGT5’ 4q26 151 / 471 Ya5_531F 5’GCAAACACAGTGCCACAAGT3' 3'TGGGGATGTGACCCAAGTAT5’ 16p12.1 195 / 502 Yb8NBC93 5’AAGTGAGTCCCAGGGCCTTCT3' 3'CACACAGGCACTTGTTTGGT5’ 20p12.3 274 / 601 Ya5ACA928 5’TTTCATCTTTCTAGGCTTCACG3' 3'TCCTAGCCATAAATCACAAATCA5’ 2q31.1 125 / 445 Ya5ACA1100 5’GCATCCTACAAAGCCATT3' 3'GCCTGGGCAATAATTTTCAA5’ 3q25.2 170 / 492 5’CATGCTTCAAGAGAACATCAGG3' 3'TCTGGTTGCTTGCAGAGAGTAA5’ 7q34 630 / 1401 Ya5ACA1184 5’TGGCTCTAATGACCAAAAGGA3' 3'CCCAGGTGATTCATTCCATC5’ 4p13 150 / 467 Ya5ACA866 5’GAAAACCACACCAAATTGCAT3' 3'CCGCTCTGTAGAAAATGCGT5’ 2p22.3 106 / 426 H7_F_148 28 Loci Ya5NBC241 PV92 Seqüência dos Iniciadores 5’GGTTCCAATAGAGAGCAACAGAA3' 3'ACCTTAAGCTTTCCCCCAGA5’ 5’AACTGGGAAAATTTGAAGAAAGT3' 3'TGAGTTCTCAACTCCTGTGTGTTAG5’ Localização cromossômica Tam. dos fragmentos (pb) Del / Ins 66 / 392 15q15.3 122 / 437 16 141 / 471 Ya5_541F 5’GGATTGGGAAAGGTGTTGAA3' 3'TGGCTGAGAAAACCTGCAAT5’ 10p11.21 Yb8NBC67 5’TCTCTACCCAGCTTTACCAA3' 3'GAGGACCAGCTTAGTTTGTG5’ 6p22.2 Ya5ACA862 5’TCAGAGTAATGCACACAGATGCT3' 3'TGCATTAAGTGCTCCAGAAGG5’ 2q11.2 Ya5NBC354 5’GTAGCTTGGCCTGTGCTCTT3' 3'CCTCTGGGCTGAGAAACTCTT5’ 7q32.1 Ya5ACA1611 5’ TTTTGGTAAAGATGCCACAGAA3' 3' TCCTAAACATAATACGTACAGGTGA5’ 7q31.1 375 / 503 149 / 485 148 / 466 184 / 496 4.3 ANÁLISE LABORATORIAL 4.3.1 Extração de DNA: O DNA foi extraído no Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz/ Fundação Oswaldo Cruz, Bahia. A extração do DNA foi realizada com a técnica de salting-out (Anexo I), segundo Lahiri e Nurnberger (1991). O método de salting out utiliza solução saturada de cloreto de sódio para a precipitação de proteínas. Posteriormente as moléculas de DNA que se encontram no sobrenadante são precipitadas pela adição de etanol absoluto. 4.3.2 Reação em Cadeia de Polimerase (PCR) O DNA genômico foi amplificado utilizando a técnica da PCR-multiplex, segundo as condições padronizadas no Laboratório de Genética Molecular da UESB. Em cada multiplex foram amplificados três marcadores simultaneamente. A reação da PCR foi feita utilizando um microtubo tipo eppendorf de 0,5 ml contendo os componentes descritos para cada locus (Tabela 2). Em seguida a mistura de PCR foi distribuída em microtubos para cada amostra de DNA, sendo estes 29 numerados corretamente. Por fim, 3µL de DNA genômico foi adicionado nos microtubos contendo a mistura da PCR. Tabela 2- Componentes da mistura de reação de PCR Loci Água deionizada Tampãoa DNTPsb Primers (2,5 uM) MgCl2 (2,0 Mm) Taq Polimerase (1U/µL) Ya5ACA647 Ya5ACA733 1,0µL 13,2µL 2,5µL 0,2µL 1,0µL Ya5NBC45 1,0µL Ya5ac1982 0,5µL Ya5ACA917 11,2µL 2,5µL 0,2µL 0,5µL Ya5ACA1400 0,5µL Ya5AC2282 1,0µL Ya5ACA1441 11,2µL 2,5µL 0,2µL 1,0µL Ya5NBC132 1,0µL Ya5AC2670 1,0µL Ya5ACA1555 11,2µL 2,5µL 0,2µL Yb8NBC157 11,2µL 2,5µL 0,2µL 11,1µL 2,5µL 0,2µL Ya5ACA86 0,1µL 2,0µL 0,1µL 1,0µL 2,0µL 0,1µL 1,0µL 2,0µL 0,2µL 1,0µL Ya5ACA928 Ya5ACA1184 2,0µL 1,0µL Yb8NBC93 H7_F_148 0,1µL 1,0µL Ya5ACA1242 Ya5ACA1100 2,0µL 1,0µL Ya5NBC327 Ya5_531F 0,1µL 1,0µL Ya5NBC150 Ya5ACA1002 1,0µL 2,0µL 1,0µL 11,2µL 2,5µL 0,2µL 1,0µL 1,0µL 1,0µL 1,0µL 2,0µL 0,1µL 30 Loci Água deionizada Tampãoa DNTPsb 2,5µL 2,5µL Ya5_541F 11,1µL 2,5µL 0,2µL 1,0µL 0,2µL 1,0µL 0,2µL 1,0µL Ya5ACA862 0,2µL 11,1µL 1,0µL 2,5µL Ya5ACA1611 b 2,0µL 2,0µL 0,2µL 0,2µL 2,0µL 0,2µL 1,0µL Ya5NBC354 a Taq Polimerase 1,0µL 9,1µL 9,1µL Yb8NBC67 MgCl2 (2,0 Mm) (1U/µL) Ya5NBC241 PV92 Primers (2,5 uM) 2,0µL 0,2µL 1,0µL Tris HCL 75 mM ph 9,0; KCL 50 mM; 20 mM (NH4)S04 0,25 µL de solução (10 mM de cada base) A solução da PCR juntamente com o DNA genômico foram submetidos a um programa específico no termociclador para a realização da amplificação (Tabela 3). Tabela 3- Programa utilizado para amplificação das seqüências Alu Quantidade de ciclos 1 ciclo Temperatura/ Tempo 94º C por 5 minutos; 94º C por 30 segundos; 5 ciclos 58º C por 45 segundos; 72º C por 90 segundos; 94º C por 30 segundos; 5 ciclos 56º C por 45 segundos; 72º C por 90 segundos; 94º C por 30 segundos; 25 ciclos 54º C por 45 segundos; 72º C por 90 segundos; 1 ciclo 72º C por 10 minutos 1 ciclo 20º C indefinidamente; 31 4.3.3 Análise do Produto Amplificado Depois do término da PCR, as amostras foram submetidas à eletroforese em gel não desnaturante de poliacrilamida a 8%. O preparo dos reagentes e soluções são descritos no Anexo II. Para a montagem do gel foi utilizado um tubo falcon, onde foi colocado primeiramente 5ml de poliacrilamida; 5ml de TBE 5x; 15ml de água. Os catalisadores da reação de polimerização do gel, TEMED e persulfato de potássio foram adicionados à mistura do gel imediatamente antes de verter a mistura em um cassete previamente montado, composto de duas placas de vidro separadas por espaçadores de teflon e presas com grampos. Logo após a mistura de gel ter sido vertida, um pente de teflon foi colocado na borda superior, formando poços no gel, onde posteriormente foram aplicadas as amostras de DNA amplificado. Aguardou-se a polimerização por no mínimo 30 minutos. Após a polimerização do gel o pente foi retirado e os poços foram lavados com água. O gel polimerizado foi montado em cuba de eletroforese vertical contendo tampão TBE, para cubas, em ambos os pólos (porção superior e inferior). Esta cuba foi conectada a uma fonte de voltagem, Amershan Pharmacia Biotech (EPS 1001), ajustada à voltagem ou corrente constante necessária para uma boa separação dos fragmentos amplificados e as amostras amplificadas foram aplicadas nos poços. 4.3.4 Coloração com Nitrato de Prata e Secagem do Gel Reagentes e soluções: Solução de nitrato de prata: 10 g nitrato de prata; 100 ml de H2O. Dissolver a prata em uma parte da água e depois completar com o restante, manter a solução ao abrigo da luz (volume final 100 ml). Solução fixadora: 160 ml etanol (PA) e 7 ml de ácido acético glacial (PA); 833 ml de H2O (volume final 1l). Solução reveladora: 22,5 g de NaOH; 1l de H2O. Dissolver em um agitador o hidróxido de sódio em uma parte da água e depois completar com o restante (volume final 1l). Na hora da coloração adicionar 1 ml de formaldeído para cada 100 ml da solução. 32 Procedimento: A coloração do gel foi feita de acordo com protocolo adaptado de Sanguinetti et al. (1994): Fixação: Após a retirada das placas de vidro e dos espaçadores o gel foi colocado em um recipiente de vidro contendo 100 ml de solução fixadora. Impregnação com Nitrato de prata: Adicionou-se 2,0 ml de solução de nitrato de prata, e agitou-se por 5 minutos. A solução foi então descartada e o gel lavado em água por cerca de 10 segundos, agitando levemente e, ao final, descartando a água. Revelação: A solução reveladora foi despejada cuidadosamente no recipiente contendo o gel, que foi submetido à agitação por alguns minutos até que as bandas aparecessem nitidamente. Esta solução foi pré-aquecida em estufa, para facilitar a reação de coloração, que no frio fica mais lenta. Bloqueio da reação: Após ter sido revelado, a solução reveladora foi descartada e a reação bloqueada com a lavagem direta do gel em 100 ml de solução fixadora. No caso de géis maiores (22 cm) adicionou-se o dobro das soluções. Secagem do gel: Após a leitura, todos os géis passaram por um simples processo de secagem para que pudessem ser armazenados para análises e confirmações posteriores. Duas folhas de papel celofane foram molhadas; uma placa de vidro, com a área maior que a do gel, foi coberta com uma das folhas; o gel foi colocado sobre a placa com o celofane sem deixar bolhas; o gel foi então bem molhado e coberto com a outra folha de celofane, também com cuidado de não deixar bolhas; este gel foi deixado secando a temperatura ambiente por dois ou três dias até a secagem completa, sendo então devidamente identificado e arquivado. 33 4.4 ANÁLISES ESTATÍSTICAS 4.4.1 Freqüências Alélicas e Equilíbrio de Hardy-Weinberg As freqüências alélicas foram obtidas por contagem gênica direta a partir da leitura dos géis de poliacrilamida, sendo então utilizadas para a estatística descritiva, utilizando o programa GENEPOP (RAYMOND e ROUSSET, 1995). A freqüência alélica é dada por: Xi = 2nii + nij 2n Em que: Xi= freqüência alélica; nii e nij = correspondem ao número de homozigotos e heterozigotos para o alelo i; n = número de indivíduos observados; A aderência das freqüências genotípicas observadas às proporções teóricas de Hardy-Weinberg foi verificada com o emprego do programa GENEPOP (RAYMOND e ROUSSET, 1995b) versão 2.0 para Windows. Foram realizados três testes baseados na hipótese nula de união aleatória dos gametas: teste de probabilidade, teste para detecção da deficiência e para detecção do excesso de heterozigotos. No teste de probabilidade, o valor de P corresponde à soma de probabilidades de todas as tabelas com probabilidade menor ou igual ao observado. O segundo e o terceiro são testes mais sensíveis do que o de probabilidade e utilizam uma hipótese alternativa (H1) de excesso ou de deficiência de heterozigotos, respectivamente. O nível de significância foi estabelecido em 0,05, mas foram incluídos também os resultados da correção de Bonferroni, que consiste em dividir o α pretendido pelo número de testes independentes realizados (WEIR e 34 COCKERHAM, 1996). Considerando todos os loci analisados, o novo α (αBonf) foi estabelecido em 0,05/31-1= 0,001. 4.4.2 Associação Par-a-Par entre Loci A análise de associações par-a-par entre loci foi realizada utilizando-se o programa GENEPOP 2.0 (RAYMOND & ROUSSET, 1995b). A hipótese nula é de que a distribuição genotípica em um locus é independente da distribuição em outro locus. Esta análise foi aplicada para verificar desvios do esperado pela regra de multiplicação entre pares de loci localizados em diferentes cromossomos. A palavra “ligação” neste caso não está relacionada com associação física entre alelos de loci de um mesmo cromossomo. Com a realização de múltiplos testes, no caso um para cada par de loci sendo testado, sob a mesma H0 utilizando os mesmos loci, aumentam as chances de se cometer um erro do tipo I (Ha, 2008) e, com isso, um aumento no α real em aproximadamente o número de testes independentes realizados. O nível de significância foi estabelecido em 0,05, mas foram incluídos também os resultados da correção de Bonferroni, que consiste em dividir o α pretendido pelo número de testes independentes realizados (WEIR e COCKERHAM, 1996). Para as quatros amostras analisadas, o novo α (αBonf) foi estabelecido em 0,05/465-1= 0,00018. 4.4.3 Diferenciação genética das populações Os testes exatos para diferenciação populacional foram realizados com o uso do programa GENEPOP 2.0 (RAYMOND & ROUSSET, 1995b). Este utiliza tabelas de contingência RxC geradas automaticamente para cada locus, em que R é o número de populações e C é o número de alelos no locus. Este procedimento compara cada locus em pares de populações, para determinar se existem diferenças nas freqüências alélicas observadas, onde a hipótese nula testada é a de que a distribuição alélica é idêntica entre as populações (RAYMOND & ROUSSET, 1995a) . 35 A diferenciação genotípica para os loci autossômicos foi realizada pelo teste exato G (GOUDET, 1996) que tem o mesmo princípio e testa a hipótese nula onde a distribuição genotípica é idêntica entre as populações. 4.4.4 Diversidade gênica A análise de diversidade genética foi estimada usando o parâmetro HS (NEI, 1987) usando o programa FSTAT 2.8 (GOUDET, 1996). Em que: HS = a heterozigose média dentro das populações, ou diversidade gênica; A diversidade gênica média ( H S ) com o respectivo erro padrão foi calculada para cada amostra utilizando o programa DISPAN (OTA, 1993) , conforme a equação 8.6 apresentada em Nei (1987). 4.4.5 Mistura Étnica As estimativas de mistura étnica foram obtidas por meio do método de identidade gênica (CHARKRABORTY, 1985) com o auxílio do programa ADMIX2. O ajuste a este modelo é avaliado pelo coeficiente de correlação múltipla (R 2) entre as freqüências alélicas nas populações híbridas e aquelas das populações ancestrais (CHARKRABORTY, 1986). Para o cálculo das estimativas de mistura étnica foram utilizadas as freqüências das populações parentais descritas na literatura (http://falcon.roswellpark.org:9090/) e estas se encontram disponíveis na tabela 4. A utilização simultânea de diversos loci genéticos, no cálculo de mistura étnica, teve por objetivo minimizar os efeitos dos fatores limitantes, inerentes ao método de investigação, tais como desvios de amostragem, freqüências ancestrais representadas por médias ponderadas, forças microevolutivas atuando junto com a mistura (BORTOLINI, 1991) 36 5 RESULTADOS 5.1 FREQÜÊNCIAS ALÉLICAS Todos os alelos identificados para estes loci foram encontrados na amostra do presente estudo (Tabela 4). Todos os marcadores utilizados são caracterizados como informativos de ancestralidade por apresentarem um alto diferencial de freqüência. Os loci Ya5AC1982, Ya5ACA1400, Ya5ACA1441, Ya5ACA1555, Ya5ACA1184, Ya5_541F e Ya5NBC354 foram os que apresentaram maior freqüência alélica para ausência da inserção Alu em todas as amostras analisadas. Já o locus Ya5ACA733 apresentou menor freqüência para ausência da inserção nos controles euro-brasileiros (Figura 5). Os loci Ya5_541F, Ya5NBC354 estão com maior freqüência alélica nas amostras de controles afro-brasileiros (Figura 6). Os loci Ya5ACA647 e Ya5ACA1400 foram mais frequentes nos controles euro-brasileiros e os loci Ya5ACA1555 e Yb8NBC157 foram mais frequentes nos casos afro-brasileiros (Figura 4), enquanto que o locus Yb8NBC157 teve maior frequência alélica em controles afro-brasileiros (Figura 6). 37 Tabela 4 - Freqüências alélicas dos 30 polimorfismos de inserção Alu analisados em casos e controles e nas populações parentais. Casos EuroAfrobrasileiros brasileiros Inserções Alu Controles EuroAfrobrasileiros brasileiros Afroamericanos1 Europeus1 Asiáticos1 138 16 18 18 Ya5ACA647 n 364 175 164 * - 0, 576 0, 595 0, 678 0, 622* 0, 406 0, 833 1, 000 + 0, 424 0, 405 0, 322 0, 378 0, 594 0, 167 0, 000 n 364 175 164 138 20 20 19 - 0, 454 0, 460 0, 397 0, 492 0, 775 0, 700 0, 158 + 0, 546 0, 540 0, 603 0, 508 0, 225 0, 300 0, 842 Ya5ACA733 Ya5NBC45 ** n 364 175 164 138 20 20 20 - 0, 519 0, 555 0, 531 0, 489 0, 500 0, 950 1, 000 + 0, 481 0, 445 0, 469 0, 511 0, 500 0, 050 0, 000 Ya5AC1982 n 364 175 164 138 20 20 20 - 0, 615 0, 624 0, 644* 0, 643* 0, 225 0, 300 0, 725 + 0, 385 0, 376 0, 356 0, 357 0, 775 0, 700 0, 275 n 364 175 164 138 20 20 20 - 0, 546 0, 590 0, 586 0, 590 0, 225 0, 700 0, 675 + 0, 454 0, 410 0, 414 0, 410 0, 775 0, 300 0, 325 364 175 164 Ya5ACA917** Ya5ACA1400 n 138 19 14 12 - 0, 653 * 0, 636 * 0, 663 * 0, 545 0, 474 0, 893 0, 875 + 0, 347 0, 364 0, 337 0, 455 0, 526 0, 107 0, 125 n 364 175 164 138 20 20 20 - 0, 533 0, 536 0, 509 0, 542 0, 300 0, 850 0, 900 + 0, 467 0, 464 0, 491 0, 458 0, 700 0, 150 0, 100 Ya5AC2282 Ya5ACA1441 ** n 364 175 164 138 16 20 18 - 0, 625* 0, 605 0, 595 0, 636* 0, 469 0, 850 0, 889 + 0, 375 0, 395 0, 405 0, 364 0, 531 0, 150 0, 111 Ya5NBC132** n 364 175 164 138 08 13 09 - 0, 517 0, 563 0, 479 0, 496 0, 500 1, 000 1, 000 + 0, 483 0, 437 0, 521 0, 504 0, 500 0, 000 0, 000 n 364 175 164 138 17 13 13 - 0, 576 0, 599 0, 552 0, 534 0, 441 0, 000 0, 000 + 0, 424 0, 401 0, 448 0, 466 0, 559 1, 000 1, 000 364 175 164 Ya5AC2670** Ya5ACA1555 n 138 15 16 17 * 0, 648 * 0, 630 0, 467 0, 562 1, 000 0, 352 0, 370 0, 533 0, 438 0, 000 - 0, 629 0, 683 + 0, 371 0, 317 38 Casos EuroAfrobrasileiros brasileiros Inserções Alu Controles EuroAfrobrasileiros brasileiros Afroamericanos1 Europeus1 Asiáticos1 Yb8NBC157 n 364 175 164 * 138 20 18 12 * - 0, 596 0, 665 0, 586 0, 664 0, 950 0, 417 0, 708 + 0, 404 0, 335 0, 413 0, 336 0, 050 0, 583 0, 292 n 364 175 164 138 17 20 18 - 0, 564 0, 509 0, 482 0, 470 1, 000 0, 950 0, 361 + 0, 436 0, 491 0, 518 0, 530 0, 000 0, 050 0, 639 364 175 Ya5NBC150 Ya5ACA1002 ** n 164 138 20 21 20 - 0, 609 * 0, 623 * 0, 561 0, 496 0, 000 0, 452 0, 575 + 0, 391 0, 377 0, 439 0, 504 1, 000 0, 548 0, 425 Ya5NBC327 ** n 364 175 164 138 20 19 20 - 0, 544 0, 553 0, 537 0, 615* 0, 325 1, 000 0, 800 + 0, 456 0, 447 0, 463 0, 385 0, 675 0, 000 0, 200 Ya5ACA1242** n 364 175 164 138 16 11 15 - 0, 548* 0, 586* 0, 562* 0, 578* 0, 668 0, 000 0, 167 + 0, 452 0, 414 0, 438 0, 422 0, 332 1, 000 0, 833 364 175 164 138 Ya5_531** n * 07 20 15 * - 0, 572 0, 633 0, 543 0, 574 0, 286 1, 000 1, 000 + 0, 428 0, 367 0, 457 0, 426 0, 714 0, 000 0, 000 n 364 175 164 138 14 14 14 - 0, 513 0, 491 0, 469 0, 515 0, 179 0, 571 0, 679 + 0, 487 0, 509 0, 531 0, 485 0, 821 0, 429 0, 321 364 175 164 138 Yb8NBC93 ** Ya5ACA928 n 20 20 20 - 0, 551 * 0, 610 * 0, 515 * 0, 613 * 0, 500 0, 425 0, 025 + 0, 449 0, 390 0, 485 0, 387 0, 500 0, 575 0, 975 Ya5ACA1100 ** n 364 175 164 138 20 18 20 - 0, 587 0, 567 0, 565 0, 564 0, 450 1, 000 0, 900 + 0, 413 0, 433 0, 435 0, 436 0, 550 0, 000 0, 100 H7_F_148 n 364 175 164 138 20 20 20 - 0, 607* 0, 601* 0, 630* 0, 556 0, 425 0, 375 0, 000 + 0, 393 0, 399 0, 370 0, 444 0, 575 0, 625 1, 000 364 175 164 138 19 16 20 Ya5ACA1184** n * 0, 619 * - 0, 581 0, 603 0, 632* 0, 158 0, 688 0, 950 + 0, 419 0, 397 0, 381 0, 368 0, 842 0, 312 0, 050 364 175 164 138 20 20 20 0, 496 0, 025 0, 700 0, 275 Ya5ACA866 n - ** 0, 536 * 0, 539 * 0, 575 * 39 Casos EuroAfrobrasileiros brasileiros 0, 464 0, 461 Inserções Alu + Controles EuroAfrobrasileiros brasileiros 0, 425 0, 504 Afroamericanos1 Europeus1 Asiáticos1 0, 975 0, 300 0, 725 Ya5NBC241 n 364 175 164 138 17 18 19 - 0, 559* 0, 536* 0, 506* 0, 541* 0, 441 0, 194 0, 605 + 0, 441 0, 464 0, 494 0, 459 0, 559 0, 806 0, 395 PV92 n 364 175 164 138 43 32 49 - 0, 524* 0, 552* 0, 566* 0, 598* 0, 209 0, 141 0, 860 + 0, 476 0, 448 0, 434 0, 402 0, 791 0, 859 0, 140 Ya5_541F** n 364 175 164 138 17 20 19 - 0, 607* 0, 593 0, 641* 0, 709* 0, 059 0, 550 0, 105 + 0, 393 0, 407 0, 359 0, 291 0, 941 0, 450 0, 895 364 175 164 138 Yb8NBC67 n 18 15 19 0, 591 0, 659 * 0, 583 0, 933 0, 632 0, 409 0, 341 0, 417 0, 067 0, 368 175 164 138 19 20 19 0, 574 0, 560 0, 578 0, 550 0, 711 0, 300 0, 132 0, 426 0, 440 0, 422 0, 450 0, 289 0, 700 0, 868 - 0, 600 * 0, 584 + 0, 400 0, 416 n 364 + Ya5ACA862 ** Ya5NBC354 n 364 175 164 138 20 19 18 - 0, 636* 0, 618* 0, 601* 0, 663* 0, 700 0, 632 0, 278 + 0, 364 0, 382 0, 399 0, 337 0, 300 0, 368 0, 722 Ya5ACA1611** n 364 175 164 138 19 18 19 - 0, 473 0, 530 0, 585 0, 572 0, 211 0, 611 0, 737 + 0, 527 0, 470 0, 415 0, 428 0, 789 0, 389 0, 263 Nota: *alelos mais freqüentes. ** Loci que diferenciam exclusivamente afro-americanos de europeus e asiáticos. 1 (BENNETT et al. 2004; CARTER et al. 2004; MAMEDOV et al. 2005; OTIENO et al. 2004; RAY et al. 2005; ROY et al. 2000; WANG et al. 2006; WATKINS et al. 2001). Nas Figuras a seguir, podemos observar a comparação gráfica das amostras analisadas com as frequências das populações parentais, afro-americanos, europeus e asiáticos. Pode-se observar à alta frequência européia e asiática para a maioria dos loci analisados. Dos 30 loci analisados, apenas sete (Ya5ACA733, Yb8NBC157, Ya5NBC150, Ya5ACA1242, Yb8NBC67, Ya5ACA862 e Ya5NBC354) apresentam uma frequência maior que 50% para o componente afro-americano. Porém, do total de loci analisados, 16 diferenciam exclusivamente os afroamericanos dos europeus e asiáticos. Ya 5A Y a CA6 4 5A 7 C Y a A7 33 5N BC Ya 45 5A Y a C198 5A 2 C Ya 5A A9 17 CA 14 Ya 00 5A C2 Ya 2 5A 82 C Y a A1 44 5N 1 BC Ya 1 3 5 2 Y a A C26 5A 7 0 C Y b A1 55 8N 5 BC Ya 1 5 5N 7 B Ya 5A C1 50 C Y a A1 00 5N 2 B Ya 5A C3 27 CA 12 42 Ya 5 Y b _5 31 8N B Ya 5A C93 C Ya 5A A9 28 CA 11 H7 00 Y a _F_1 5A 48 C Y a A1 18 5A 4 CA Ya 8 6 5N 6 BC 24 1 P Y a V9 2 5_ Y b 5 41F 8N B Ya 5A C67 CA Ya 5N 8 62 B Ya 5A C3 54 CA 16 11 40 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Casos Euro-brasileiros Afro-americanos Europeus Asiásticos 0,3 0,2 0,1 0 Figura 3 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Casos Euro-brasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos. Ya 5A CA Ya 5A 6 47 C Y a A7 33 5N BC Ya 45 5A C 1 Ya 5A 98 2 C Ya 5A A9 17 CA 14 Ya 00 5A C2 Ya 2 5A 82 C Y a A1 44 5N BC 1 Ya 13 5 2 Y a A C26 5A 7 0 C Y b A1 55 8N 5 BC Ya 1 5 5N 7 B Ya 5A C1 50 C Y a A1 00 5N 2 B Ya 5A C3 27 CA 12 42 Ya 5_ 5 Yb 8N 31 B Ya 5A C93 C Ya 5A A9 28 CA 11 00 H7 _ F Ya _ 14 5A CA 8 1 Ya 5A 184 CA Ya 5N 8 66 BC 24 1 PV 92 Ya 5_ Y b 5 41F 8N B Ya 5A C67 C A Ya 5N 8 62 B Ya 5A C3 54 CA 16 11 41 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Casos Afro-brasileiros Afro-americanos Europeus Asiáticos 0,2 0,1 0 Figura 4 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Casos Afro-brasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos. Ya 5A Ya CA6 5A 47 C Ya A73 5 3 Ya NBC 45 5A Ya C19 5 8 Ya ACA 2 91 5A 7 C Ya A14 5A 00 C Ya 5A 228 2 Ya CA14 5N 41 Ya BC1 32 5A C Ya 5A 267 0 C Yb A15 8N 5 Ya BC1 5 5 5 Ya NBC 7 15 5A 0 C Ya A10 5N 02 Ya BC 3 5A CA 27 1 Ya 242 Yb 5_53 8 1 Ya NBC 5A 93 C Ya 5A A92 CA 8 11 H 0 Ya 7_F_ 0 5A 1 C 48 Ya A11 5A 84 Ya CA8 5N 6 BC 6 24 1 Ya PV92 5 Yb _541 8N F Ya BC 5A 67 Ya CA8 5 6 Ya NBC 2 3 5A CA 54 16 11 42 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Controles Euro-brasileiros Afro-americanos Europeus Asiáticos 0,2 0,1 0 Figura 5 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Controles Euro-brasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos. Ya 5A Ya CA6 5A 47 Ya CA73 5N 3 Ya BC4 5A 5 Ya C19 5A 8 2 C Ya 5A A91 7 C Ya A14 5A 0 0 C Ya 5A 228 2 C Ya A14 5N 41 Ya BC1 32 5A Ya C 5A 267 C Yb A15 0 8N 5 Ya BC1 5 5 5 Ya NBC 7 15 5A 0 Ya CA10 5N 0 Ya BC 2 32 5A CA 7 1 Ya 242 5 _ Yb 8 531 Ya NBC 5 9 Ya ACA 3 92 5A CA 8 H7 110 Ya _F_ 0 14 5A 8 Ya CA11 5A 8 Ya CA8 4 5N 6 BC 6 24 1 Ya PV92 5 Yb _541 8N F Ya BC 5A 67 Ya CA8 5 6 Ya NBC 2 35 5A CA 4 16 11 43 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 Controles Afro-brasileiros 0,4 Afro-americanos 0,3 Europeus Asiáticos 0,2 0,1 0 Figura 6 - Comparação gráfica das frequências alélicas da amostra Controles Afro-brasileiros obtidas no presente estudo com as frequências das populações parentais, Afro-americanos, Europeus e Asiáticos. 44 5.2 EQUILÍBRIO DE HARDY-WEINBERG As estimativas de aderência ao equilíbrio de Hardy-Weinberg (EHW) encontram-se na Tabela 5. Todos os desvios do EHW observados se encontram em negrito nesta tabela. Foram observados 21, 11, 13 e 8 desvios do EHW nas amostras de casos euro-brasileiros, casos afro-brasileiros, controles euro-brasileiros e controles afro-brasileiros, respectivamente (Tabela 5). Testes mais sensíveis de déficit e excesso de heterozigotos foram aplicados com o objetivo de explicar os desvios encontrados. Os loci H7_F_148 e Ya5_541F em casos euro-brasileiros, embora estivessem em desequilíbrio, não apresentaram déficit nem excesso de heterozigotos (Tabela 5). Todas as amostras analisadas apresentaram déficit de heterozigotos nos loci Yb8NBC157, Ya5ACA1242, Yb8NBC93, Ya5ACA928, Ya5ACA1184 e Ya5ACA866 (Tabela 6). Os loci Ya5ACA1400, Ya5ACA1441 e Ya5AC2670 apresentaram déficit de heterozigotos nas amostras casos euro-brasileiros, casos afro-brasileiros e controles euro-brasileiros. O locus Ya5NBC241 apresentou déficit de heterozigotos para os casos euro-brasileiros e afro-brasileiros. Já os loci Ya5AC2282, Ya5NBC132, Ya5ACA1002, PV92 e Ya5ACA1611 apresentaram déficit de heterozigotos para a amostra de casos euro-brasileiros. Para as amostras de casos euro-brasileiros e controles euro-brasileiros, os loci Ya5ACA733, Ya5NBC327, Ya5_541F e Yb8NBC67 apresentaram valores significativos (Tabela 6). Os loci Ya5ACA862 apresentou valores significativos para o déficit de heterozigotos nas amostras casos euro-brasileiros e controles afro-brasileiros, e o Ya5ACA1100, em controles afrobrasileiros. Apesar de não ser observados desvios para o EHW, nos loci Ya5ACA647, Ya5NBC150, Ya5_531F, Yb8NBC93, Ya5ACA1100, Ya5ACA1184, Ya5NBC241, Ya5ACA862 apresentaram déficit de heterozigotos para os controles eurobrasileiros, assim como, Ya5ACA866 e Ya5_541F apresentaram déficit de heterozigotos para os controles afro-brasileiros (Tabela 6). Isto ocorre porque estes dois testes são mais sensíveis que o teste global do EHW, indicando a falta (ou o excesso) de heterozigotos mesmo que estes não afetem o equilíbrio calculado 45 (ROUSSET & RAYMOND 1995). Quanto ao teste para verificar excesso de heterozigotos, nenhum loci apresentou valores significativos. Tabela 5 - Probabilidades obtidas com o teste exato para a verificação da aderência ao Equilíbrio de Hardy-Weinberg nas amostras analisadas. Teste P Loci Casos Controles EuroAfroEuroAfrobrasileiros brasileiros brasileiros brasileiros Ya5ACA647 0, 018 0, 001 0, 001 0, 009 Ya5ACA733 0, 000 0, 031 0, 000 0, 036 Ya5NBC45 0, 001 1, 000 0, 875 0, 606 Ya5AC1982 0, 004 1, 000 0, 863 0, 122 Ya5ACA917 0, 003 0, 029 0, 000 0, 099 Ya5ACA1400 0, 000 0, 000 0, 000 0, 001 Ya5AC2282 0, 000 0, 346 0, 007 0, 724 Ya5ACA1441 0, 000 0, 000 0, 000 0, 001 Ya5NBC132 0, 000 0, 012 0, 004 0, 022 Ya5AC2670 0, 000 0, 000 0, 000 0, 002 Ya5ACA1555 0, 014 0, 013 0, 089 0, 577 Yb8NBC157 0, 000 0, 000 0, 000 0, 000 Ya5NBC150 0, 040 0,164 0, 002 0, 299 Ya5ACA1002 0, 000 0, 074 0, 002 1, 000 Ya5NBC327 0, 000 0, 086 0, 000 0, 003 Ya5ACA1242 0, 000 0, 000 0, 000 0, 000 Ya5_531F 0, 051 0, 002 0, 001 0, 008 Yb8NBC93 0, 000 0, 000 0, 001 0, 000 Ya5ACA928 0, 000 0, 000 0, 000 0, 000 Ya5ACA1100 0, 003 0, 012 0, 196 0, 000 H7_F_148 0, 000 0, 000 0, 000 0, 000 Ya5ACA1184 0, 000 0, 000 0, 001 0, 000 Ya5ACA866 0, 000 0, 000 0, 000 0, 001 Ya5NBC241 0, 000 0, 000 0, 012 0, 001 PV92 0, 000 0, 007 0, 004 0, 007 Ya5_541F 0, 000 0, 001 0, 000 0, 001 Yb8NBC67 0, 000 0, 005 0, 000 0, 054 Ya5ACA862 0, 000 0, 029 0, 001 0, 000 Ya5NBC354 0, 001 0, 151 0, 032 0, 003 Ya5ACA1611 0, 000 0, 044 0, 008 0, 053 Obs., *Os valores em negrito são diferenças estatisticamente significativas αBonf = 0,001. 46 Tabela 6 - Probabilidades obtidas com o teste do Equilíbrio de Hardy-Weinberg para verificar o déficit de heterozigotos. Déficit de Heterozigotos Loci Casos Controles EuroAfroEuroAfroBrasileiros brasileiros brasileiros brasileiros Ya5ACA647 0,009 0,001 0,000 0,005 Ya5ACA733 0,000 0,018 0,000 0,021 Ya5NBC45 0,001 0,623 0,433 0,331 Ya5AC1982 0,002 0,586 0,495 0,092 Ya5ACA917 0,002 0,017 0,000 0,057 Ya5ACA1400 0,000 0,000 0,000 0,001 Ya5AC2282 0,000 0,186 0,005 0,377 Ya5ACA1441 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5NBC132 0,000 0,006 0,001 0,015 Ya5AC2670 0,000 0,000 0,000 0,002 Ya5ACA1555 0,009 0,009 0,059 0,813 Yb8NBC157 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5NBC150 0,022 0,084 0,000 0,173 Ya5ACA1002 0,000 0,044 0,001 0,601 Ya5NBC327 0,000 0,044 0,000 0,002 Ya5ACA1242 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5_531F 0,029 0,001 0,000 0,005 Yb8NBC93 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5ACA928 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5ACA1100 0,002 0,007 0,000 0,000 H7_F_148 0,000 0,000 0,102 0,000 Ya5ACA1184 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5ACA866 0,000 0,000 0,000 0,000 Ya5NBC241 0,000 0,000 0,000 0,001 PV92 0,000 0,003 0,008 0,005 Ya5_541F 0,000 0,001 0,001 0,000 Yb8NBC67 0,000 0,003 0,000 0,039 Ya5ACA862 0,000 0,020 0,000 0,000 Ya5NBC354 0,001 0,100 0,001 0,001 Ya5ACA1611 0,000 0,024 0,019 0,028 Obs., Os valores em negrito são diferenças estatisticamente significativas αBonf = 0,001. 5.3 ASSOCIAÇÕES ALÉLICAS PAR-A-PAR Associações (desvios) significativas entre os loci foram analisadas no intuito de investigar a existência de estrutura genética nas amostras analisadas, o que é sugerido pela presença de associações (desvios) significativas entre loci não ligados. Para cada uma das quatro amostras foram realizadas 465 comparações entre os 30 loci. As amostras analisadas apresentaram desequilíbrio de ligação entre pares de loci não ligados quando se considerou α = 0,05. Destas 465 combinações, 47 277 foram significativas, 98 em casos euro-brasileiros (21,1%), 58 em casos afrobrasileiros (12,5%), 63 em controles euro-brasileiros (13,5%), 58 em controles afrobrasileiros (12,5%). Ao considerar αBonf = 0,0018, apenas uma amostra apresentou associação significativa. Sendo, 84 associações significativas, 35 em casos euro-brasileiros (7,5%), 18 em casos afro-brasileiros (3,9%), 15 em controles euro-brasileiros (3,2%) e 16 em controles afro-brasileiros (3,4%). A amostra de casos euro-descendentes apresentou associações significativas, pois nesta amostra o número de pares que apresentaram associações significativas são superiores a 5%, caso contrário, às associações seriam atribuídas ao acaso. Devido ao número elevado de associações par-a-par (465 para cada amostra) só foram descritos aqui os resultados que foram significativos. 5.4 DIFERENCIAÇÃO GENÉTICA ENTRE POPULAÇÕES O teste de diferenciação gênica par-a-par entre os loci foi testado com o objetivo de verificar se há diferença significativa entre as populações analisadas, considerando o valor de p < 0,05. Das 186 comparações par-a-par possíveis para os 30 loci analisados, 11 foram significativas e nove altamente significativas (Tabela 7). Todas as amostras apresentaram valores significativos para algum loci. Em todos loci analisados, 19 não apresentaram diferenças (Tabela 7). Entre as amostras controles euro-brasileiros x controles afro-brasileiros (COEB X COAB), os loci Ya5ACA733 e Ya5ACA928 apresentaram valores significativos e o locus Ya5ACA1400 apresentou valor altamente significativo. Quando se comparou controles euro-brasileiros x casos euro-brasileiros (COEB X CEB), os loci Ya5ACA647, Ya5NBC150 e Ya5ACA1611, apresentaram valores significativos, 0, 003, 0, 015 e 0, 002, respectivamente. Para o par de populações controles euro-brasileiros x casos afro-brasileiros (COEB X CAB), cinco loci (Ya5ACA647, Ya5NBC132, Ya5_531F, Ya5ACA928 e Ya5_541F) apresentaram valores significativos. Assim como, COEB X CAB, os controles afro-brasileiros x casos eurobrasileiros (COAB X CEB) também apresentaram cinco loci (Ya5ACA1400, 48 Ya5NBC150, Ya5ACA1002, PV92 e Ya5ACA1611) com valores significativos. Já nos controles afro-brasileiros x casos afro-brasileiros (COAB X CAB) três loci (Ya5ACA1400, Ya5ACA1002 e Ya5_541F) tiveram valores significativos. Entre as amostras casos euro-brasileiros x casos afro-brasileiros (CEB X CAB) apenas o locus Yb8NBC157 apresentou valor significativo (Tabela 7). No entanto, ao considerar αBonf = 0,0016, nenhum valor significativo foi observado. Tabela 7- Diferenciação gênica baseada nos 30 loci entre as quatro populações, caso euro-brasileiros (CEB), caso afro-brasileiros (CAB), controle euro-brasileiros (COEB) e controle afro-brasileiros (COAB). Populações COEB x COAB 0, 152 Ya5ACA647 Ya5ACA733 0, 015 Ya5NBC45 0, 328 Ya5AC1982 1, 000 Ya5ACA917 0, 932 Ya5ACA1400 0, 003 Ya5AC2282 0, 466 Ya5ACA1441 0, 312 Ya5NBC132 0, 672 Ya5AC2670 0, 682 Ya5ACA1555 0, 666 Yb8NBC157 0, 060 Ya5NBC150 0, 809 Ya5ACA1002 0, 121 Ya5NBC327 0, 053 Ya5ACA1242 0, 742 Ya5_531F 0, 454 Yb8NBC93 0, 278 Ya5ACA928 0, 018 Ya5ACA1100 1, 000 H7_F_148 0, 074 Ya5ACA1184 0, 802 Ya5ACA866 0, 074 Ya5NBC241 0, 415 PV92 0, 447 Ya5_541F 0, 087 Yb8NBC67 0, 097 Ya5ACA862 0, 553 Yb8NBC419 0, 533 Ya5NBC354 0, 151 Ya5ACA1611 0, 804 Obs.: αBonf = 0,0016 Loci COEB x CEB 0, 003 0, 097 0, 729 0, 347 0, 259 0, 789 0, 505 0, 361 0, 249 0, 509 0, 572 0, 788 0, 015 0, 143 0, 831 0, 668 0, 407 0, 191 0, 302 0, 541 0, 496 0, 270 0, 237 0, 122 0, 245 0, 316 0, 781 0, 947 0, 409 0, 298 0, 002 COEB x CAB 0, 031 0, 125 0, 584 0, 620 0, 937 0, 510 0, 549 0, 819 0, 030 0, 239 0, 367 0, 050 0, 474 0, 122 0, 697 0, 574 0, 021 0, 609 0, 018 1, 000 0, 479 0, 683 0, 392 0, 473 0, 757 0, 006 0, 105 0, 683 0, 802 0, 680 0, 142 COAB x CEB 0, 214 0, 300 0, 426 0, 438 0, 234 0, 001 0, 826 0, 754 0, 557 0, 272 1, 000 0, 055 0, 010 0, 002 0, 050 0, 429 1, 000 1, 000 0, 103 0, 569 0, 167 0, 167 0, 283 0, 656 0, 044 0, 216 0, 872 0, 508 0, 109 0, 420 0, 006 COAB x CAB 0, 499 0, 453 0, 088 0, 669 1, 000 0, 033 0, 935 0, 435 0, 108 0, 124 0, 197 1, 000 0, 386 0, 001 0, 132 0, 868 0, 169 0, 568 1, 000 1, 000 0, 317 0, 502 0, 313 0, 935 0, 289 0, 006 0, 074 0, 867 0, 329 0, 277 0, 287 CEB x CAB 0, 599 0, 898 0, 272 0, 776 0, 182 0, 634 0, 946 0, 573 0, 164 0, 490 0, 106 0, 032 0, 084 0, 687 0, 803 0, 258 0, 067 0, 542 0, 080 0, 612 0, 884 0, 493 0, 947 0, 531 0, 421 0, 676 0, 625 0, 677 0, 574 0, 574 0, 956 Total 0, 021 0, 137 0, 439 0, 763 0, 367 0, 014 0, 868 0, 716 0, 147 0, 385 0, 413 0, 043 0, 021 0, 006 0, 190 0, 633 0, 124 0, 539 0, 017 0, 855 0, 323 0, 449 0, 275 0, 493 0, 226 0, 010 0, 271 0, 898 0, 427 0, 438 0, 004 49 A diferenciação genotípica foi realizada para cada par de populações, considerando os loci analisados. Dos 30 loci analisados, 23 não apresentaram valores significativos para as amostras analisadas (Tabela 8). Das comparações par-a-par possíveis para os 30 loci analisados, 10 foram significativas e quatro altamente significativas. Os resultados mostraram valores significativos para o locus Ya5ACA647 quando os controles euro-brasileiros foram comparados com casos euro-brasileiros e casos afro-brasileiros. Quando se comparou COEB X COAB apenas o locus Ya5ACA1400 se mostrou significante. Este mesmo locus foi significante para COAB X CEB. O locus Ya5NBC150 apresentou significância entre os pares de populações COEB X CEB e COAB X CEB (Tabela 8). Os loci Ya5ACA1002 e Ya5_541F apresentaram valores altamente significativos e significativos, respectivamente, para os controles afro-brasileiros comparados com casos euro-brasileiros e casos afro-brasileiros. O locus Ya5_531F mostrou significância para a população COAB X CEB. O locus Ya5ACA1611 apresentou alta significância para a população COEB X CEB e significância para a população COAB X CEB. Apenas a população casos euro-brasileiros comparada com casos afro-brasileiros não apresentaram significância para nenhum dos loci analisados (Tabela 8). No entanto, ao considerar αBonf = 0,0016, nenhum valor significativo foi observado. 50 Tabela 8 - Diferenciação genotípica baseada nos 30 loci entre as quatro populações, caso eurobrasileiros (CEB), caso afro-brasileiros (CAB), controle euro-brasileiros (COEB) e controle afrobrasileiros (COAB). Populações Loci Ya5ACA647 Ya5ACA733 Ya5NBC45 Ya5AC1982 Ya5ACA917 Ya5ACA1400 Ya5AC2282 Ya5ACA1441 Ya5NBC132 Ya5AC2670 Ya5ACA1555 Yb8NBC157 Ya5NBC150 Ya5ACA1002 Ya5NBC327 Ya5ACA1242 Ya5_531F Yb8NBC93 Ya5ACA928 Ya5ACA1100 H7_F_148 Ya5ACA1184 Ya5ACA866 Ya5NBC241 PV92 Ya5_541F Yb8NBC67 Ya5ACA862 Ya5NBC354 Ya5ACA1611 Obs.: αBonf = 0,0016 COEB x COAB 0, 223 0, 050 0, 329 1, 000 0, 939 0, 015 0, 482 0, 397 0, 711 0, 718 0, 675 0, 120 0, 824 0, 141 0, 101 0, 787 0, 520 0, 364 0, 055 1, 000 0, 134 0, 822 0, 107 0, 462 0, 510 0, 162 0, 139 0, 614 0, 186 0, 819 COEB x CEB 0, 007 0, 129 0, 752 0, 391 0, 298 0, 817 0, 549 0, 427 0, 329 0, 563 0, 597 0, 824 0, 027 0, 208 0, 863 0, 754 0, 451 0, 285 0, 410 0, 565 0, 575 0, 368 0, 318 0, 209 0, 273 0, 417 0, 813 0, 950 0, 330 0, 002 COEB x CAB 0, 049 0, 153 0, 443 0, 637 0, 946 0, 600 0, 558 0, 837 0, 060 0, 330 0, 410 0, 092 0, 520 0, 150 0, 085 0, 652 0, 039 0, 635 0, 154 1, 000 0, 535 0, 735 0, 450 0, 520 0, 777 0, 325 0, 894 0, 712 0, 708 0, 200 COAB x CEB 0, 239 0, 363 0, 586 0, 487 0, 265 0, 013 0, 835 0, 792 0, 611 0, 354 1, 000 0, 118 0, 014 0, 002 0, 728 0, 513 1, 000 1, 000 0, 046 0, 603 0, 239 0, 249 0, 346 0, 722 0, 068 0, 012 0, 156 0, 559 0, 461 0, 019 COAB x CAB 0, 536 0, 487 0, 119 0, 675 1, 000 0, 064 0, 936 0, 512 0, 153 0, 204 0, 205 1, 000 0, 382 0, 002 0, 165 0, 893 0, 212 0, 631 1, 000 1, 000 0, 400 0, 574 0, 401 0, 944 0, 325 0, 012 0, 091 0, 877 0, 306 0, 351 CEB x CAB 0, 605 0, 905 0, 296 0, 798 0, 222 0, 688 0, 951 0, 635 0, 246 0, 568 0, 132 0, 078 0, 127 0, 708 0, 800 0, 356 0, 087 0, 628 0, 142 0, 622 0, 908 0, 577 0, 955 0, 580 0, 463 0, 726 0, 668 0, 726 0, 595 0, 132 Total 0,036 0,223 0,463 0,793 0,445 0,068 0,878 0,805 0,269 0,538 0,444 0,133 0,033 0,016 0,295 0,785 0,180 0,693 0,121 0,895 0,526 0,586 0,431 0,628 0,274 0,062 0,352 0,923 0,508 0,005 5.5 DIVERSIDADE INTRAPOPULACIONAL (HS) A diversidade gênica intrapopulacional variou de 0,415 nos casos afrobrasileiros no locus Ya5_541F a 0,503 em casos afro-brasileiros no locus Ya5ACA866. A heterozigose média variou de 0,484 ± 0,004 em controles afrobrasileiros a 0,488 ± 0,002 em casos euro-brasileiros (Tabela 9). A heterozigose média observada para as quatro amostras (casos euro-brasileiros 0,488 ± 0, 002, casos afro-brasileiros 0,485 ± 0, 003, controles euro-brasileiros 0,486 ± 0,003 e controles afro-brasileiros 0,484 ± 0,004) (Tabela 9). 51 Tabela 9 - Diversidade gênica (HS) dos loci nas populações analisadas. Loci Ya5ACA647 Ya5ACA733 Ya5NBC45 Ya5AC1982 Ya5ACA917 Ya5ACA1400 Ya5AC2282 Ya5ACA1441 Ya5NBC132 Ya5AC2670 Ya5ACA1555 Yb8NBC157 Ya5NBC150 Ya5ACA1002 Ya5NBC327 Ya5ACA1242 Ya5_531F Yb8NBC93 Ya5ACA928 Ya5ACA1100 H7_F_148 Ya5ACA1184 Ya5ACA866 Ya5NBC241 PV92 Ya5_541F Yb8NBC67 Ya5ACA862 Ya5NBC354 Ya5ACA1611 Heterozigose média Erro Padrão Casos EuroAfrobrasileiros brasileiros 0, 438 0, 472 0, 481 0, 502 0, 500 0, 502 0, 460 0, 461 0, 487 0, 486 0, 449 0, 498 0, 502 0, 498 0, 484 0, 465 0, 501 0, 502 0, 497 0, 500 0, 458 0, 468 0, 487 0, 449 0, 501 0, 500 0, 494 0, 502 0, 500 0, 476 0, 495 0, 491 0, 498 0, 491 0, 500 0, 502 0, 502 0, 477 0, 493 0, 494 0, 468 0, 496 0, 473 0, 468 0, 491 0, 503 0, 502 0, 499 0, 493 0, 483 0, 463 0, 415 0, 486 0, 452 0, 490 0, 498 0, 482 0, 449 0, 487 0, 492 Controles EuroAfrobrasileiros brasileiros 0, 489 0, 484 0, 497 0, 499 0, 500 0, 495 0, 475 0, 471 0, 497 0, 485 0, 454 0, 465 0, 499 0, 499 0, 470 0, 480 0, 500 0, 494 0, 489 0, 483 0, 467 0, 435 0, 483 0, 448 0, 493 0, 501 0, 477 0, 471 0, 497 0, 496 0, 496 0, 487 0, 490 0, 466 0, 501 0, 502 0, 496 0, 478 0, 486 0, 493 0, 478 0, 482 0, 488 0, 481 0, 498 0, 499 0, 494 0, 499 0, 500 0, 497 0, 478 0, 484 0, 481 0, 488 0, 490 0, 494 0, 464 0, 474 0, 499 0, 500 0, 488 0, 485 0, 486 0, 484 0, 002 0,003 0, 003 0, 004 5.6 MISTURA ÉTNICA A estimativa de mistura étnica foi testada para caracterizar as contribuições das populações parentais nas amostras aqui estudadas. Inicialmente utilizamos o programa ADMIX3, porém os resultados apresentados se mostraram inconsistentes para o modelo trihíbrido. Portanto, as estimativas foram obtidas utilizando o programa ADMIX2 e os valores de freqüências das populações ancestrais européias e afro-americanas. Todas as populações apresentaram valores consistentes para o modelo dihíbrido (Tabela 10). Em todas as amostras a contribuição afro-americana foi maior, 52 porém essa contribuição foi similar em todas as amostras, não diferenciando afrobrasileiros de euro-brasileiros (Figura 7). A contribuição européia variou entre 38, 6 ± 7,1 nos casos euro-brasileiros e 39, 5 ± 7,7 nos controles euro-brasileiros. Tabela 10 - Estimativa de mistura étnica nas amostras analisadas, segundo o método de identidade gênica, considerando os 30 polimorfismos analisados. Valores em percentuais. Freqüências dos Marcadores (%) Casos Controles POP EuroAfroEuroAfrobrasileiros brasileiros brasileiros brasileiros Afro-americanos 61,4 ± 7,3 60,5 ± 7,3 60,5 ± 7,7 60,8 ± 7,4 Europeus 38,6 ± 7,1 39,4 ± 7,3 39,5 ± 7,7 39,2 ± 7,4 * 2 R 71,8 70,2 67,7 69,9 * valor de adaptação ao modelo da mistura 70 60 50 40 30 20 10 0 CEB CAB Africanos COEB COAB Europeus Figura 7 - Estimativas de mistura étnica, africana e européia, a partir dos 30 loci nas amostras CEB (casos euro-brasileiros), CAB (casos afro-brasileiros) COEB (controles euro-brasileiros) COAB (controles afro-brasileiros). 53 6 DISCUSSÃO O estudo da ancestralidade do indivíduo utilizando marcadores genéticos pode ser útil por fornecer informações, por exemplo, sobre mapeamento por mistura, predição de riscos médicos, estudos de dispersão de populações, fluxo gênico e história evolutiva (MACIEL, 2007). O que torna a população brasileira tão peculiar é o fato de que durante a formação da população os povos não se mantiveram isolados, interagiram e miscigenaram entre si. Devido a sua história de formação, a população brasileira é um modelo ideal para o estudo genético de populações, tendo como principal objetivo estimar a composição do conjunto gênico da população atual. Os marcadores moleculares são as ferramentas mais utilizadas, sendo que diversos desses já foram utilizados em estudos na população brasileira, dentre eles: inserções Alu, microssatélites e marcadores uniparentais. 6.1 FREQÜÊNCIAS ALÉLICAS A análise de dados de frequências alélicas, ou seja, o estudo da variabilidade genética auxilia no conhecimento da história evolutiva de uma dada população, tais como endogamia, deriva genética, efeito do fundador e gargalos populacionais. Todos os marcadores utilizados no presente estudo são caracterizados como informativos de ancestralidade por apresentarem alto diferencial de freqüência entre as populações. Com a formação de uma população miscigenada, espera-se que a frequência de qualquer locus, e em especial de loci AIMs, definidos como marcadores que apresentam frequências extremas e distintivas entre populações diferenciadas por fatores étnicos ou geográficos, atinja valor intermediário ao encontrado nas populações parentais (GONTIJO, 2008). Dentre os 30 marcadores analisados, 11 apresentaram diferencial de freqüência alélica superior a 50% para ausência da inserção em populações 54 asiáticas/europeus, três em populações européias/africanas. Seis foram exclusivos de afro-americanos, sete exclusivos de asiáticos e três de europeus (Tabela 4). Pode-se observar à alta frequência européia e asiática para a maioria dos loci analisados. Dos 30 loci analisados, apenas sete (Ya5ACA733, Yb8NBC157, Ya5NBC150, Ya5ACA1242, Yb8NBC67, Ya5ACA862 e Ya5NBC354) apresentam frequência maior que 50% para o componente afro-americano. Apesar de apresentar alta frequência européia e asiática para a maioria dos loci, mas de 50% (16) dos loci, diferenciam exclusivamente os africanos dos europeus e asiáticos. Podemos salientar que as amostras foram selecionadas no Hospital Santa Izabel onde recebe pacientes vindos de todas as partes da Bahia não sendo, portanto, indivíduos necessariamente da cidade de Salvador na qual a contribuição africana é maior. 6.2 EQUILÍBRIO DE HARDY-WEINBERG Foram observados 21, 11, 13 e 8 desvios do EHW nas amostras de casos euro-brasileiros, casos afro-brasileiros, controles euro-brasileiros e controles afrobrasileiros, respectivamente (Tabela 5). Dos 53 desvios observados 51 podem ser explicados por déficit de heterozigotos. A falta de heterozigotos pode ser gerada por um sistema regular de endocruzamento ou por estrutura populacional (ROUSSET & RAYMOND 1995). Lins et al (2009), realizou um estudo para avaliar o conteúdo da informação genética de um painel de 28 SNPs aplicados, para investigar a composição genética de uma amostra da população brasileira. A população parental selecionada para este trabalho compreendeu amostras de Africanos (Botsuana, Camarões, Gana, e Senegal), Europeu-americanos (Baltimore e Chicago) e Ameríndios nativos (Mexicanos Zapoteca). Quando se realizou o calculo para EHW, as populações parentais estavam em equilíbrio, desvios de EHW foram observados apenas em brasileiros, sugerindo miscigenação recente nesta população. Segundo Falush et al. (2003) se a estratificação da população for real, desvios de Hardy-Weinberg em alguns ou vários loci são detectados. 55 Apesar do seu potencial de vantagem em estudos populacionais as sequências repetitivas do DNA podem aumentar a incidência de erros de genotipagem. A principal causa desses erros pode ocorrer devido a amplificação preferencial de alelos pequenos, onde os alelos maiores falham na amplificação (OOSTERHOUT et al., 2004). Tais erros de genotipagem podem causar desvios no EHW, em particular uma deficiência de heterozigotos (SHAW et al., 1999). Quanto ao teste para verificar excesso de heterozigotos, nenhum loci apresentou valores significativos. 6.3 ASSOCIAÇÕES ALÉLICAS PAR-A-PAR As associações par–a–par têm o intuito de investigar a presença de estrutura populacional entre os loci que apresentaram valores significativos de associações e que não estão ligados fisicamente. Esse desequilíbrio de ligação é interessante porque pode revelar a origem das populações humanas, pois a distribuição do desequilíbrio de ligação é determinado em parte, pela história populacional (HARTL E CLARK, 2007). O número de associações significativas quando se considerou α = 0,05, em casos euro-brasileiros foi de 21,1% (98 em 465), nos casos afro-brasileiros o valor foi de 12,5% (58 em 465). A amostra de controle euro-brasileiros obteve valor de 13,5% (63 em 465) e os controles afro-brasileiros foi de 12,5% (58 em 465). Porém, ao considerar αBonf = 0,0018, apenas uma amostra apresentou associação significativa. Sendo, 84 associações significativas, 35 em casos eurobrasileiros (7,5%), 18 em casos afro-brasileiros (3,9%), 15 em controles eurobrasileiros (3,2%) e 16 em controles afro-brasileiros (3,4%). A amostra de casos euro- brasileiros apresentou associações significativas, pois nesta amostra o número de pares que apresentaram associações significativas são superiores a 5%. Portanto, o número de associações significativas entre loci não ligados está acima dos 5% admitidos pela casualidade (LINS et al. 1998; BUDOWLE et al. 1999), com isto estas associações podem ser indicativas de estrutura populacional (PARRA et al. 2001). A estruturação populacional pode ser causada por vários fatores como, fluxo gênico contínuo, subestrutura populacional e acasalamento preferencial (PARRA et 56 al. 2001). Estudos de associação genética procuram diferenças entre frequências de alelos em uma amostra populacional constituída de pessoas com a doença e outro grupo sem a doença (BURTON, 2005). A aterosclerose é uma doença multifatorial, com fatores de risco estabelecidos genéticos e ambientais. Há várias provas convincentes de envolvimentos das concentrações sanguíneas de lipídeos na aterosclerose. Por exemplo, depois de ajuste para fatores socioeconômicos, Afro-americanos em geral, têm níveis mais saudáveis de lipídeos, do que as pessoas de ascendência européia (COHEN et al., 2005), visto que ambos têm níveis de lipídeos mais saudáveis do que Sul - asiáticos (PAIS et al., 1996). Isto ressalta a importância de estudos casoscontroles das populações com diferentes origens étnicas. O desequilíbrio de ligação entre alelos no mesmo cromossomo resulta de vários processos evolucionários e desta forma descreve a história das populações (DELVIN et al. 2001). Por isso populações miscigenadas facilitam o mapeamento de genes complexos devido ao desequilíbrio de ligação que é criado quando duas ou mais populações previamente separadas interagem (NEI e LI, 1973). Segundo Pritchard e Przeworski (2001), a miscigenação recente de uma população com diferentes frequências alélicas é um fator conhecido na geração do desequilíbrio de ligação. No entanto, um ponto que emerge claramente é que, para entender desequilíbrio de ligação em humanos, nós precisamos ter um melhor entendimento da demografia humana. Isto inclui as histórias de mudanças no tamanho populacional e outras formas de acasalamento ao acaso. Nós também precisamos ter mais dados sobre as taxas de recombinação através do genoma. Outro fato é que esta amostra não é completamente aleatória, são indivíduos de uma faixa etária com um risco cardíaco. Não devemos tratá-la como amostra populacional da Bahia sem considerar o risco da doença e principalmente se existe uma propensão maior devido à etnia e a fatores de risco ambiental. Portanto, em teoria, acredita-se que os níveis de desequilíbrio de ligação entre alelos na população brasileira atual deva ser um produto resultante dos efeitos de migração e miscigenação principalmente, mas não exclusivamente, das populações européias, africanas e indígenas (MARRERO et al, 2005). 57 6.4 DIFERENCIAÇÃO GENÉTICA ENTRE POPULAÇÕES O teste de diferenciação gênica par-a-par entre os loci foi testado com o objetivo de verificar se há diferença significativa entre as populações analisadas, considerando o valor de p < 0,05. Das 186 comparações par-a-par possíveis para os 31 loci analisados, 11 foram significativas e nove altamente significativas (Tabela 8). Todas as amostras apresentaram valores significativos para algum loci. As amostras que apresentaram maior diferenciação foram controles eurobrasileiros x casos afro-brasileiros (COEB X CAB) e controles afro-brasileiros x casos euro-brasileiros (COAB X CEB). Enquanto que a menor diferenciação foi entre casos euro-brasileiros x casos afro-brasileiros (CEB X CAB). As comparações entre COEB x COAB, COEB X CEB e COAB X CAB, foram diferenciadas pelo mesmo número de loci. A diferenciação genotípica foi realizada para cada par de populações, considerando os loci analisados (Tabela 9). Dessas comparações 10 foram significativas e quatro altamente significativas. A amostra que apresentou maior diferenciação foram controles afro-brasileiros x casos euro-brasileiros (COAB X CEB). COEB X COAB apresentaram a menor diferenciação. As amostras COEB X CAB e COAB X CAB, foram diferenciadas pelo mesmo número de loci. Na amostra CEB X CAB não houve diferenciação genotípica. No entanto, ao considerar αBonf = 0,0016, nenhum valor significativo foi observado, nas diferenciações gênicas e genotípicas. 6.5 DIVERSIDADE INTRAPOPULACIONAL (HS) A diversidade gênica esperada (HS) variou de 0,415 nos casos afrobrasileiros no locus Ya5_541F a 0,503 em casos afro-brasileiros no locus Ya5ACA866. A heterozigose média variou de 0,484 ± 0,004 em controles afrobrasileiros a 0,488 ± 0,002 em casos euro-brasileiros (Tabela 10). Uma maior diversidade genética era esperada ser encontrada entre os afrobrasileiros, pois populações africanas apresentam altos valores de diversidade. Os afro-americanos apresentam altos valores de heterozigose, provavelmente 58 resultante do processo de miscigenação envolvendo estas populações (PARRA et al. 2001). O tamanho efetivo populacional e a mobilidade das populações são fatores importantes que influenciam o padrão de diversidade. 6.6 MISTURA ÉTNICA Inicialmente utilizamos o modelo trihibrido, porém este se mostrou inconsistente, pois as freqüências obtidas estavam no sentido decrescente de contribuição, africanos – asiáticos – europeus, enquanto o esperado seria africanos – europeus – asiáticos. A segunda maior contribuição do componente asiático foi inesperada vista a história de formação da população baiana (TAVARES, 2001). Portanto, as estimativas foram obtidas utilizando o programa ADMIX2 e os valores de freqüências das populações ancestrais européias e afro-americanos. O que mais dificulta os cálculos de mistura étnica é a falta de informações das freqüências alélicas destes marcadores nas populações consideradas ancestrais (RAY et al. 2005; WANG et al. 2006). Todas as populações apresentaram valores consistentes para o modelo dihíbrido (Tabela 10). Os resultados demonstram maior contribuição africana para todas as amostras (Figura 7). Este resultado corrobora com a história de formação da população baiana, pois a Bahia foi o principal foco de distribuição dos escravos que vinham de várias regiões da África. Em todas as amostras a contribuição africana foi maior, porém essa contribuição foi similar em todas as amostras, não diferenciando afro-brasileiros de euro-brasileiros (Figura 7). A utilização simultânea de diversos loci genéticos no cálculo de mistura étnica teve por objetivo minimizar os efeitos dos fatores limitantes inerentes ao método de investigação, tais como: desvios de amostragem, freqüências ancestrais representadas por médias ponderadas e forças micro evolutivas atuando junto com a mistura (BORTOLINI, 1991) . Desta forma procurou-se utilizar o maior número de loci em cada estimativa, desde que estes não tivessem um grande impacto nos desvios das freqüências. A diferença nas estimativas de mistura étnica nas amostras também pode ser explicada pelos diferentes tipos de problemas, tais como a determinação da 59 população. Dessa maneira, se verifica que existe falta de informações sobre alguns grupos étnicos formadores da população brasileira (africanos do Oeste, europeus principalmente portugueses e ameríndios). A escolha das populações parentais é uma etapa crucial nesse tipo de analise. Essa escassez de dados na literatura restringiu as possibilidades de seleção de populações parentais adequadas para a análise de composição genética, e, portanto, alguma variação nos resultados provavelmente seria observada caso essas parentais fossem diferentes. O ideal seria que as populações parentais utilizadas fossem as mesmas para os tipos de marcadores. A avaliação dos estimadores de erro constitui outro problema nas análises de mistura (SANS, 2000). O valor de R2 obtido foi baixo sendo que o esperado é que estes valores se aproximem de 100% o que indicaria uma boa adaptação ao modelo de mistura. Os valores variaram de 67,7% nos controles euro-brasileiros a 71,8% nos casos euro-brasileiros (Tabela 10). Estas amostras também apresentaram estimativas de mistura com erros padrão elevados. Isso pode ter acontecido porque os europeus tomados como parentais são populações alemãs e a amostra que representa os africanos são indivíduos afro-americanos com elevado grau de mistura. Outro fator a ser considerado, é que, para todos os parentais o número de indivíduos analisados para a obtenção das freqüências não é superior a 20 indivíduos (http://falcon.roswellpark.org:9090/). É provável que estas discrepâncias sejam causadas pelas freqüências das populações consideradas ancestrais e/ou pelo método utilizado para estimar a mistura. 60 7 CONCLUSÕES Os resultados obtidos na genotipagem dos marcadores de inserção Alu nas amostras deste estudo mostraram que a informação sobre ancestralidade apresentada, depende totalmente da informação e taxa de atribuição correta do marcador e da utilização conjunta de vários marcadores em uma população miscigenada. Os marcadores analisados nesse estudo se mostraram eficientes para atribuição de ancestralidade em uma amostra di-hibrída, composta por parentais europeus e afro-americanos. Para atender ao modelo tri-hibrído, estes polimorfismos estão sendo genotipados em uma amostra Afro-brasileira a fim de complementar e aprimorar as estimativas de ancestralidade nestas amostras. Uma vez que, estes polimorfismos de inserção Alu já foram genotipados para amostras ameríndias e euro-brasileiras. Foram observados desvios do EHW, mesmo após a correção de Bonferroni, sendo que a maioria deles pode ser explicado por déficit de heterozigotos. Talvez estes desvios ocorreram pela presença de estruturação populacional presente em populações miscigenadas. Em todas as amostras analisadas para Associações alélicas par-a-par entre loci não-ligados, os resultados foram significativos. Porém ao considerar o α para a correção de Bonferroni, apenas a amostra casos euro-brasileiros apresentou valores significativos, com isto estas associações podem ser indicativas de estrutura populacional. As estimativas de mistura foram obtidas utilizando o programa ADMIX2 e as populações parentais, européia e afro-americana. Os resultados apresentaram maior contribuição africana para todas as amostras, o que era esperado devido à história de formação da população baiana. Porém, a contribuição africana foi similar em todas 61 as amostras, não diferenciando euro-brasileiros de afro-brasileiros. Efetivamente, isso demonstra que, na amostra analisada, o alto índice de mistura faz com que características de aparência física como cor da pele, olhos, cabelos, formatos dos lábios e do nariz sejam pobres indicadores da origem geográfica dos ancestrais de um individuo. A contribuição do componente asiático (representando a contribuição ameríndia) seria esperado, porém, houve inconsistência para o modelo tri-hibrido. Isto pode ser explicado, - pela escolha das populações parentais; - pela dificuldade de comparar dados genéticos tanto entre a população brasileira com a européia, quanto com a africana ou indígena, pois a população brasileira possui diferentes frações de ancestralidade e assim, um padrão de desequilíbrio de ligação diferente das populações base. Sugerimos que seja obtida a freqüência alélica deste conjunto de polimorfismos em amostras de afro-brasileiros, euro-brasileiros e ameríndios no intuito de minimizar os erros de efeito de amostragem dos parentais na detecção do efeito de estruturação populacional real e possa ser realizado o controle genômico. 62 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABÉ-SANDES, K. Diversidade genética de afro-brasileiros: DNA mitocondrial e cromossomo Y. 104 p. Tese de Doutorado-Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2002. ARDLIE K.G, LUNETTA K.L, SEIELSTAD M. Testing for population subdivision and association in four case-control studies. Am J Hum Genet 71:304-311, 2002. AZEVEDO E.S. Subgroup studies of black admixture within a mixed population of Bahia, Brazil. Annals of Human Genetics, v.44, p.55-60, 1980. BAMSHAD M. J. Human Population Genetic Structure and Inference of Group Membership. Am J Hum Genet. 72: 578-589, 2003. 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Acesso em: 18 jun. 2007. 69 ANEXO I EXTRAÇÃO DE DNA 70 Extração de DNA • Transferir 500µl do creme leucocitário para um tubo de microcentrífuga, (1,5ml de capacidade) e acrescentar 700µl de tampão lise para as células vermelhas (RCLB) e centrifugar a 13.000 rpm por dois minutos; • Desprezar o sobrenadante e repetir a lise de glóbulos vermelhos, adicionando 1ml de tampão RCLB, até obter um sobrenadante límpido; • Ressuspender o botão de glóbulos brancos em 1 ml de água ultra-pura e centrifugar a 13.000 rpm por dois minutos; • Desprezar o sobrenadante e adicionar 80µl de tampão da proteinase K 5x, 40µl de proteinase K (10mg/ml), 20µl de SDS 20% e 240µl de água ultra - pura. Homogeneizar em agitador tipo vortéx; • Incubar em bloco de aquecimento ou banho-maria a 60ºC por 40 min. Deixar atingir a temperatura ambiente antes de prosseguir; • Adicionar 100µl de solução saturada de NACl (6M); • Centrifugar a 13.000 rpm por cinco minutos para precipitar toda a proteína restante e o que não for DNA; • Transferir o sobrenadante para um novo tubo de microcentrífuga de 1,5ml e centrifugar novamente a 13.000 rpm por cinco minutos; • Transferir o sobrenadante para um novo tubo de microcentrífuga de 1,5ml, acrescentar 700µl a 1 ml de etanol absoluto, e inverter gentilmente, várias vezes, para precipitar o DNA e centrifugar a 13.000 rpm por dois minutos; • Desprezar o sobrenadante e adicionar 1 ml de etanol 70% e centrifugar a 13.000 rpm por dois minutos; • Desprezar o sobrenadante e deixar secar à temperatura ambiente; • Ressuspender a amostra de DNA em 50µl de água ultra-pura e armazenar a amostra de DNA a – 20ºC. 71 • No método de extração com Chelex 100 seguimos as etapas descritas: • Transferir 5µl de cada amostra para o respectivo tubo; • Agitar no vortex por 10 segundos; • Deixar em repouso por 20 minutos à temperatura ambiente; • Retirar o máximo possível de sobrenadante com auxílio de pipeta automática e ponteiras com filtro; • Colocar 100µl de Chelex em cada tubo; • Agitar no vortéx por 10 segundos; • Incubar no termobloco a 56ºC por 30 minutos; • Agitar no vortéx por 10 segundos; • Incubar no termobloco a 105ºC por 10 minutos; • Agitar no vortéx por 10 segundos; • Centrifugar a 14.000 rpm por 3 minutos; • Armazenar a amostra no freezer a –20ºC. 72 ANEXO II REAGENTES E SOLUÇÕES DA REAÇÃO EM CADEIA DA POLIMERASE 73 Reagentes e Soluções da Reação em Cadeia da polimerase DNA polimerase (Taq): 1 U/µL de tampão de estocagem (BIOTOOLS – B & M Labs, AS). dNTP solução estoque: quatro soluções separadas de 100mM de cada base (dATP, dCTP, dGTP, dTTP), pH 8,3 (BIOTOOLS – B & M Labs, AS). dNTP (20 mM): foi obtida diluindo-se com água a solução estoque (100mM) de cada dNTP para uma solução única de concentração 20mM (20 µl de água de MiliQ autoclavada mais 20 µL da solução estoque de cada dNTP). Iniciadores (Primers) específicos: os primers liofilizados A e B específicos para cada locus foram diluídos em 50 µL de água autoclavada, ficando à 50 mM (Bio-Synthesis). Iniciadores (Primers) – solução estoque: 50 mM foram diluídos com água autoclavada para 2,55 mM, os primers A e B são estocados separadamente. Iniciadores (Primers) – solução trabalho: 10 µL do primer A, 10 µL do primer B e 180 µL de água autoclavada. MgCl2: Concentração de 50 mM (BIOTOOLS – B & M Labs, AS). Tampão de estocagem da DNA polimerase: 10 mM de Tris/HCl (pH 8,0), 50 mM KCl, 1 mM EDTA, 01% Triton x-100, 50% de glicerol (BIOTOOLS – B & M Labs, AS). Tampão PCR livre de MgCl2: Tris/HCl 75 mM pH 9.0; KCl 50 mM; (NH4)2SO4 20 mM. (BIOTOOLS – B & M Labs, AS). Tampão PCR com MgCl2 (20 mM): 4 mL de Tris/HCl 0,5M; 2,5 mL KCl 2 M; 0,2 mL MgCl2 1 M (feito no laboratório). 74 ANEXO III TERMO DE CONSENTIMENTO DOS PACIENTES PARA ESTUDO DE FATORES GENETICOS NA DOENÇA CARDIOVASCULAR ISQUÊMICA ATEROSCLERÓTICA 75 “Variabilidade em genes envolvidos no processo inflamatório arterial: Implicações no risco e gravidade da aterogênese coronariana em amostra da população de Salvador – Bahia” Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz – Fundação Oswaldo Cruz – Bahia Hospital Santa Isabel TERMO DE CONSENTIMENTO DOS PACIENTES PARA ESTUDO DE FATORES GENETICOS NA DOENÇA CARDIOVASCULAR ISQUÊMICA ATEROSCLERÓTICA A doença aterosclerótica coronariana apresenta uma série de fatores que estão associados com a proteção ou aumento no risco de se ter esta doença. Alguns destes fatores já são bem conhecidos, como é o caso dos níveis altos de colesterol, pressão arterial alta, fumo, entre outros. No entanto, outros fatores são menos conhecidos e precisam ser mais estudados. Mudanças no nosso material genético, o DNA, podem ter algum efeito no risco para se ter esta doença e poucos estudos analisaram estas mudanças em nossa população. A presença destas variações no material genético em conjunto com outros fatores externos (hábitos de vida, tabagismo, inatividade física, dieta rica em gorduras, etc) podem aumentar o risco de desenvolver infarto e/ou angina (dor no peito). O conhecimento de quais destas variantes genéticas são importantes para prever o risco de se ter essa doença permitirá que os indivíduos que as possuem sejam aconselhados, quando ainda jovens, a mudarem seus hábitos de vida não saudáveis, diminuindo desta forma o risco de vir a desenvolverem esta doença em idades mais avançadas. O nosso trabalho estudará algumas destas mudanças genéticas, procurando verificar quais delas podem ser usadas para prevenir o risco de desenvolvimento da doença cardíaca aterosclerótica em nossa população. Eu__________________________________________________________consi nto, voluntariamente, em participar do presente estudo sobre fatores genéticos envolvidos com a doença isquêmica cardíaca. Eu permito ser entrevistado por um médico sobre fatores associados ao risco de doença cardíaca durante o período de espera para realização do exame de cateterismo cardíaco. Concordo em doar 15 (vinte) ml. de sangue a serem coletados através do cateter utilizado para realização do exame. Não serei submetido a nenhum desconforto ou risco adicional, além dos já previstos pela realização do exame de cateterismo cardíaco. O sangue doado vai ser utilizado para dosagens de lipídeos e de marcadores inflamatórios associados ao risco para a doença aterosclerótica. Este sangue também será utilizado para extração de material genético (DNA) e investigação de alterações que podem estar associadas à doença cardíaca. Permito também que os responsáveis por este estudo tenham acesso aos resultados do meu exame de cateterismo cardíaco. Meus direitos de não fornecer informações a pessoas não-médicas e de receber sigilo pelos profissionais serão respeitados. As informações genéticas a serem analisadas neste estudo não me beneficiarão diretamente no diagnóstico de minha doença, mas no futuro, com o acúmulo de informações vindas de estudos como este, outras pessoas serão beneficiadas na prevenção e tratamento da doença cardíaca. 76 Entretanto, os resultados das dosagens bioquímicas e das variações no meu DNA estarão a minha disposição, assim que estiverem prontos. Se for da minha opção ser informado sobre os resultados destes exames deverei entrar em contato com o médico pesquisador responsável pelo projeto (Dr. Domingos Rios) no telefone que consta neste termo de consentimento e marcar uma data para recebimento destes resultados no endereço que consta no rodapé deste documento. Neste caso, as informações sobre os exames de DNA não serão utilizadas para aconselhamento genético pois este estudo ainda é um estudo preliminar em nossa população carecendo de mais informações para que estes dados possam servir para aconselhamentos genético e clínico. Quando da entrega dos resultados receberei esclarecimentos científicos a respeito dos exames de DNA e no caso dos exames bioquímicos, caso haja alguma alteração, serei encaminhado ao cardiologista que me acompanha e que solicitou o exame de cateterismo cardíaco. Permito aos pesquisadores armazenar os dados e material biológico/genético coletado para futuros estudos envolvendo genes candidatos a associação com doença cardíaca. O sigilo sobre estas informações será mantido e as amostras com material biológico não serão identificados com o meu nome de tal forma que meu anonimato será mantido. Se estes dados forem utilizados em outros projetos no futuro, os pesquisadores responsáveis pelo projeto deverão entrar em contato comigo para solicitarem nova autorização para incluir meu material genético nestes estudos. Quando não for possível contactar-me, o fato será justificado ao comitê de ética em pesquisa. Tenho a liberdade de recusar-me a participar deste estudo ou retirar as informações e materiais fornecidos a qualquer momento sem qualquer penalização. Os resultados deste estudo serão publicados em revistas científicas, respeitando o direito ao sigilo sobre as informações individuais fornecidas. Em caso de descontinuidade do projeto, tal fato será comunicado ao Comitê de Ética em Pesquisa do Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz. Salvador, / / . Assinatura do Paciente Pesquisador responsável: Dr. Domingos Lázaro Souza Rios CRM BA 15073 Tel: 71 – 356-8822 ramal 213 Centro de Pesquisas Gonçalo Moniz Laboratório Avançado de Saúde Pública R. Waldemar Falcão, 121 Brotas – Salvador –Bahia CEP 40290-001