Genética do comportamento

Equipe: Ana Caroline Bárbara Nazly Gisleine Emanuele Hemilly RayanneGenética básica/ Tereza Marquim

Universidade de Pernambuco – UPEInstituto de Ciências Biológicas – ICB

Introdução/Definição/Genética Comportamental

• Sua origem nos remete à domesticação dos animais;

• Área de intersecção entre a genética e as ciências de comportamento (psicologia);

• Disciplina científica que estuda os mecanismos genéticos e neurobiológicos envolvidos em diversos comportamentos animais e humanos;

• A engenharia genética forneceu as ferramentas necessárias ao estudo do comportamento associado à genética molecular;

- Avanço na identificação dos genes

- Entender a interação dos genes

Introdução/Definição/Genética Comportamental

• A genética do comportamento não pode ser confundida com determinismo genético;

• Quando se trata de comportamento não é um único gene que determina as ações e sim a influência de vários genes (interação gênica);

• Os Transtornos Mentais e Comportamentais devem-se, predominantemente, à interação de múltiplos genes de risco com fatores ambientais

- A exposição a substâncias psicoativas no estado fetal;

- Desnutrição;

- Perturbação do ambiente familiar;

- Isolamento e trauma.

Transtorno Obsessivo Compulsivo

• Transtorno psiquiátrico heterogêneo caracterizado pela presença de obsessões e compulsões;

- Obsessões

- Compulsões

• Geralmente uma compulsão é realizada para reduzir o sofrimento causado por uma obsessão;

• As obsessões e compulsões causam marcado desgaste, interferindo significativamente nas funções sociais, acadêmicas, ocupacionais ou pessoais;

Transtorno Obsessivo Compulsivo(TOC)

• Para se fazer um diagnóstico é necessário que o nível da sintomatologia ocupe mais de uma hora por dia;

• Prevalência de 2 a 3% na população geral;

- maior entre as mulheres

• Apesar dos vários estudos sobre o TOC, sua etiologia, diversidade de sintomas e de resposta ao tratamento ainda são desconhecidas;

• Contudo, os estudos de genética epidemiológica têm demonstrado que o fator genético é um importante componente na etiologia do TOC;

Pesquisas mostram que pessoas com TOC e seus familiares possuem uma baixa função em áreas cerebrais responsáveis pelo controle do comportamento. As áreas vermelhas marcadas nas imagens são conhecidas como regiões responsáveis por esse controle no comportamento.

Transtorno Obsessivo Compulsivo(TOC)

• Presume-se que genes de vulnerabilidade interagindo com fatores ambientais têm um papel crucial na formação e/ou no TOC de início precoce;

• Atualmente, muitos estudos na área de genética epidemiológica e também estudos de associação, procuram identificar genes associados com o desenvolvimento deste transtorno;

• Até o presente momento, os estudos genéticos realizados para o TOC não conseguiram encontrar um gene que poderia estar associado à sua fisiopatologia;

Esquizofrenia

• Doença neuropsiquiátrica grave que atinge aproximadamente 1% da população mundial.

• Pesquisas realizadas com familiares demonstraram uma correlação linear e direta entre o grau de parentesco e os riscos de surgimento da esquizofrenia.

• Entre causas genéticas e ambientais, o componente genético é mais preponderante no surgimento da doença.

• A causa da esquizofrenia é complexa e multifatorial , envolvendo componentes genéticos e não-genéticos.

Esquizofrenia

• Indivíduos com predisposição familiar possuem várias anormalidades estruturais no cérebro, incluindo tamanho reduzido e ventrículos aumentados, comuns em pacientes com esquizofrenia, mas a hereditariedade não explica todos os casos da doença.

• Mitocôndria:Algumas mutações no DNAmt diminuem a atividade da

citocromo c oxidase e podem estar relacionadas com o aumento do risco para esquizofrenia na população.

Chances de desenvolver esquizofrenia:

• Pessoas sem nenhum parente esquizofrênico - 1%

• Com algum parente distante - 3 a 5%

• Aqueles que têm um membro familiar 10%

• Se a doença afeta ambos os pais ≈ 40%

• No caso de gêmeos idênticos ≈ 65%.

Esquizofrenia

• Os genes que parecem estar envolvidos estão distribuídos em muitas regiões do nosso genoma e, de acordo com isso, loci genéticos que parecem conferir suscetibilidade para desenvolver esquizofrenia têm sido mapeados em diversos cromossomos, incluindo:

• 1q21-22, • 6p25, 8p21, • 10p14, • 13q32, • 18p11• 22q11-13

Cromossomo 22q11

• Síndrome Velocardiofacial;

• Gene da catecol -O-metil transferase (COMT) – um dos genes que está deletado no 22q11;

• A função biológica da COMT, sua localização na micro-deleção do cromossomo 22q11 a tornam

um gene candidato a ser marcador molecular da esquizofrenia.

Cromossomo 13q34

• G72

• Proteína D-aminoácido oxidase (DAAO)- estimula a produção de N-met il-D-aspartato, que é um potente estimulante dos receptores de glutamato no cérebro. Quatro SNPs (Single Nucleot ide Pol imorphism) deste gene foram associados com a esquizofrenia

Cromossomo 6p22.3

• Disbindina - proteína de ligação da distrobrevina;

• Participa das sinapses glutamatérgicas.

• Há uma associação significativa entre o gene 6p22.3 e a esquizofrenia (Sibylle demonstrou em 2003).

Gêmeos

• Temperamento

• Influências genéticas e ambientais

Gêmeos

• “experimentos da natureza” que fornecem uma oportunidade de avaliar as influencias genéticas

e ambientais.

• Monozigóticos – MZ

• Dizigóticos – DZ

Investigações de influências hereditárias e ambientais na determinação do temperamento

• Gêmeos MZ e DZ criados juntos;

• Gêmeos MZ e DZ criados separados;

Concordância da doença em gêmeos:

• Fatores não genéticos têm papel importante na doença/comportamento;

• O compartilhamento genético é mais importante que o compartilhamento do ambiente;

• Alcoolismo; distúrbios alimentares; distúrbios psiquiátricos, etc.Taxa de concordância alta tanto em gêmeos criado juntos como separados.

Pesquisas de personalidade e temperamento envolvendo gêmeos convergem para temas comuns:

• 1) fatores genéticos influenciam substancialmente os comportamentos;

• 2) importante efeitos ambientais são aqueles que não são compartilhados;

• Sendo que a maioria dos estudos em gêmeos sugere que 50% da variação está associada às influências genéticas, e os 50% restante estão associados a efeitos ambientais.

Gêmeos

• Diferenças de temperamento têm origem genética.Mas o código genético não determina o traço completamente. Os padrões genéticos determinam as respostas iniciais.

Teóricos concordam que o temperamento:

Apresenta substrato biológico (genético);

Manifesta-se durante a infância e constitui biologicamente a personalidade;

Relativamente estável ao longo do tempo;

O comportamento suicida

• O suicídio é um sério problema de saúde pública, principalmente em países desenvolvidos, onde as altas taxas de suicídio entre jovens adultos do sexo masculino fazem com que este seja uma das principais causas de morte e de anos potenciais de vida perdidos;

• Diversos fatores contribuem para a predisposição a este evento. Entre estes se encontram os fatores genéticos, que são significativos;

O comportamento suicida

• O suicídio é um fenômeno complexo que é provavelmente determinado pela interação de diversos fatores, entre os quais a constituição biológica do indivíduo, sua história pessoal, eventos circunstanciais, bem como o meio ambiente;

• Enquanto o comportamento suicida é bastante frequente entre a maioria dos grupos diagnósticos psiquiátricos, os transtornos mais prevalentes entre vítimas de suicídio são os transtorno depressivo maior e a dependência ou abuso ao álcool e/ou a outras substâncias psicoativas.

O comportamento suicida

• No decorrer dos últimos 20 anos, vários estudos neurobiológicos vêm consistentemente indicando que uma redução na atividade serotoninérgica é associada com o comportamento suicida, particularmente entre casos que apresentam altos níveis de traços impulsivos e impulsivo-agressivos;

• Certo insight sobre a relação entre eventos de vida, fatores biológicos e comportamento suicida provém dos estudos conduzidos em primatas não-humanos (macacos);

• Estudos de gêmeos e de adoção foram realizados na tentativa de separar o componente genético do ambiental. De modo geral, tanto os estudos de gêmeos como os de adoção encontraram evidência favorável à participação do componente genético na etiologia do suicídio.

O comportamento suicida

• Em conclusão, a participação do componente genético na etiologia do comportamento suicida parece ser considerável. Contudo, parece também ser claro que esta carga genética não é específica ao suicídio propriamente dito, muito menos à psicopatologia subjacente frequentemente vista nestes casos. De fato, diversas linhas de evidência sugerem que uma série de comportamentos relacionados ao suicídio deva ser considerada de modo a melhor caracterizar-se tanto os próprios fatores genéticos, como outros fatores cujo papel é importante na predisposição a este evento tão trágico.

Autismo• A prevalência dos transtornos do espectro autista é de cinco a cada 1.000 crianças,

sendo mais comum no sexo masculino, na razão de quatro homens para cada mulher afetada;

• O diagnóstico é baseado em exames clínicos, ou seja, através de uma série de sintomas apresentados pela criança, seja em maior ou menor intensidade. O desenvolvimento dos sintomas do autismo é na grande maioria das vezes a partir do 1º ano de vida, mas mesmo sendo bebê já é possível identificar se ele possui a síndrome;

• Limitação ou ausência de comunicação verbal; prejuízo na capacidade de interação social; e padrões de comportamento estereotipados e ritualizados.

Autismo• Certos autistas mostram agressividade, não falam e são

dependentes para tudo (alimentar, tomar banho, trocar, etc.). Os sintomas dependem muito do grau do distúrbio. Dessa forma, existem autistas que mostram interesses extremos por certos assuntos, como por exemplo, matemática, informática, enfim, mostrando um QI (Quociente de Inteligência) acima da média. E há autistas que conseguem trabalhar os estímulos e acabam

convivendo de forma normal na sociedade.

Autismo

• A origem do autismo é desconhecida, porém os estudos realizados apontam para a existência de um forte componente genético atuando na determinação da doença;

• Mais recentemente, tem-se demonstrado que cerca de 5-10% dos casos apresentam pequenas alterações do genoma (variação do número de cópias) que pode ser detectadas com técnicas de análise genômica;

• Folha de S. Paulo (7/3/2010) Biólogo e brasileiro (Alisson Muotri) vê origem do autismo em

célula. Trabalhando nos EUA ele e um grupo da UCSD (Universidade da Califórnia em San Diego) afirmaram que a doença pode surgir de alteração no formato dos neurônios já no embrião.

Autismo

• Cerca de um terço dos casos de autismo ocorre em associação com outras manifestações clínicas, como nos casos decorrentes de alterações cromossômicas ou que fazem parte do quadro de alguma doença genética conhecida. As doenças genéticas mais comumente associadas ao autismo são a síndrome do cromossomo X-frágil, a esclerose tuberosa, as duplicações parciais do cromossomo 15 e a fenilcetonúria não tratada.

• Não existe um teste genético para confirmar o diagnóstico do autismo. E o tratamento é psicológico, com toda uma visão multidisciplinar, atendimento médico, fonoaudiólogo, psicomotrocidade, enfim, é uma gama de

profissionais necessários que se trabalham em conjunto para que essa criança conviva e consiga superar seus obstáculos em sociedade.

Transtorno Bipolar

• O transtorno bipolar (TB) possui alta prevalência na população mundial e causa perdas significativas na vida dos portadores.

• É uma doença com importante fator genético, cuja herança se caracteriza por mecanismos complexos de transmissão envolvendo múltiplos genes que estão sob influência de inúmeros fatores ambientais.

• Várias estratégias de investigação genética têm sido utilizadas para identificar genes determinantes de vulnerabilidade ao TB.

Transtorno Bipolar

• Estudos com gêmeos, de ligação e de associação permitiram caracterizar a herdabilidade dessa doença, identificar regiões cromossômicas potencialmente associadas ao TB e avaliar a contribuição de genes candidatos na sua etiologia.

• O transtorno bipolar (TB) se caracteriza por alterações do humor, com recorrência de episódios depressivos e maníacos ao longo da vida.

• A sugestão de herdabilidade dos transtornos mentais ocorreu inicialmente por meio de observações clínicas e achados de estudos epidemiológicos com familiares de pacientes. A concordância entre gêmeos idênticos (monozigóticos) varia de 60% a 80% e o risco de desenvolver TB em parentes de primeiro grau de um portador situa-se entre 2% e 15% (Cardno et al., 1999).

Genética do transtorno bipolar

• O TB se insere entre as doenças geneticamente complexas, cuja manifestação depende da presença de um conjunto de genes que interagem entre si resultando em uma fisiopatologia também complexa, até o momento pouco definida.

• Diferentes mecanismos genéticos podem estar envolvidos na etiopatogenia do TB, tais como alterações cromossômicas, heterogeneidade de alelos, heterogeneidade de genes (loci), epistasias, mutação dinâmica levando ao fenômeno de antecipação e mutação de genes mitocondriais.

• Por meio dos estudos de citogenética, foram exploradas possíveis aberrações cromossômicas associadas ao surgimento do TB.

Genética do transtorno bipolar

• As novas tecnologias em genética molecular têm permitido caracterizar perfis de expressão gênica próprios de cada órgão. A aplicação dessas técnicas em tecido cerebral post-mortem de indivíduos portadores de TB e outras doenças psiquiátricas tornou-se importante ferramenta na identificação de genes envolvidos na etiologia e fisiopatologia da doença.

• Com o advento de novas tecnologias e o aprofundamento das pesquisas nessa área, que certamente trarão achados significativos para o entendimento dos processos biológicos envolvidos no TB, haverá a possibilidade de aprimorar o aconselhamento genético em psiquiatria e estabelecer medidas preventivas, das quais a especialidade ainda é muito carente.

Genética do Comportamento Animal

• Em zoologia, a Etologia (do grego ethos, "ser" ou "personalidade", logia, "estudo") é a disciplina que estuda o comportamento animal.

• Segundo Darwin (1850, apud Bowlby,1982), cada espécie é dotada de seu próprio repertório peculiar de padrões de comportamento, da mesma forma que é dotada de suas próprias peculiaridades anatômicas.

O Adquirido: Os Behavioristas

• A escola dominante na explicação do comportamento (animal e humano) tem sido o behaviorismo, cujas figuras mais conhecidas foram J.B.Watson e B.F. Skinner.

•  Acreditavam que os animais nascem como uma "página em branco" sobre a qual o acaso e as experiências irão escrevendo suas mensagens.

O Inato: A Etologia

• A etologia, disciplina desenvolvida prioritariamente na Europa, sustenta que o comportamento dos animais é inato (instintivo). Os defensores deste enfoque sustentam que os comportamentos tardios na vida dos animais não são fruto da aprendizagem, mas da maturidade do indivíduo, como acontece, por exemplo, com o vôo das aves.

• Os três prêmios Nobel fundadores da etologia, Konrad Lorenz, Nikolaas Tinbergen e Karl von Frisch, mostraram quatro mecanismos básicos com os quais a programação genética ajuda diretamente a sobrevivência e adaptação dos animais: os estímulos desencadeantes: os modelos e padrões fixos do comportamento, os impulsos e a aprendizagem programada.

Obrigada!

Referências

• www.coladaweb.com/psicologia/comportamento-animal

• ANDRADE, L.; WALTERS, E.E.; GENTIL, V. et al. - Prevalence of ICD-10 Mental Disorders in a Catchment a Area in the City of São Paulo, Brazil . Soc Psychiatry Psychiatr Epidemiol 37(7): 316-325, 2002.

CARDNO, A.G.; MARSHALL, E.J. et al. - Heritability Estimates for Psychotic Disorders. Arch Gen Psychiatry 56: 162-168, 1999. CHANG, K.; STEINER, H.; KETTER, T. - Studies of Offspring of Parents with Bipolar Disorder. Am J Med Genet 15; 123C(1): 26-35, 2003.

• Consulta de home Page: Revista São Lucas (revista.saolucas.edu.br/index.php/resc/article/view/171/pdf_14);

• Revista Eletrônica de Divulgação Científica em Neurociência (www.cerebromente.org.br/n14/mente/genetica-comportamental1.html);

• Scientific Electronic Library (http://www.scielo.br/pdf/rbp/v21s2/v21s2a09.pdf);

• Portal da Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade de São Paulo (www.teses.usp.br/teses/disponiveis/5/5142/tde-23102007-110042/pt-br.php).

• PEREIRA, P. C. I.; GUZZO, R. S. L. (2002). Temperamento: Características e Determinação Genética, Psicologia: Reflexão e Crítica, 15(2), pp. 425-436.

 • THOMPSON & THOMPSON – Genética Médica, cap. 8 Genética dos distúrbios comuns de herança complexa,

pág. 158-160.

• http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-44461999000600006

• http://genoma.ib.usp.br/?page_id=835