NUTRIGENÉTICA E NUTRIGENÔMICA

NAS DOENÇAS DE INTERESSE NUTRICIONAL

José Francisco Diogo da Silva Junior – Mestrando CMANS/UECE

Nutrigenética e Nutrigenômica

Genômica nutricional

Nutrigenética Nutrigenômica

Gene

Nutriente

Nutriente

Gene

Interação

Polimorfismos

Expressão genética

Nutrigenética e Nutrigenômica

Nutrigenética e Nutrigenômica

▪ Nutrigenômica: estuda o efeito da regulação da expressão gênica

pelos nutrientes e a interação gene-nutriente.

▪ Nutrigenética: estuda o efeito da variação genética que modifica o

metabolismo dos nutrientes, a utilização e a tolerância a

alimentos.

▪ A variação genética entre os indivíduos se deve a várias diferenças na

sequência dos nucleotídeos do genoma: SNPs (polimorfismo de

nucleotídeo único), CNV (variação no número de cópias), inserção-

deleção de nucleotídeos únicos ou fragmentos de genes, substituições

e inversões.

Interação genoma-nutriente

Stover, P, et al. J Am Diet Assoc. 108 (9), Sep. 2008

Variação gênica

Nu

trig

en

étic

a

Absorção dos nutrientesUtilização dos nutrientes

Tolerância a alimentos/nutrientesRequerimento nutricional

Nu

trigen

ôm

ica

Alimento/Nutriente

Evolução/Seleção do genomaTaxa de mutação do genoma

Programação genéticaExpressão gênica

Genômica nutricional

A ideia de que determinadas interações entre dieta/genoma podem

causar dano não é nova:

▪ Fenilcetonúria (PKU): descrita por Asbjørn em 1934. Deficiência na

fenilalanina hidroxilase.

▪ Galactosemia: descrita por Goppart em 1971. Deficiência na GALT

(galactose-1-P-uridil transferase).

Nutrigenômica

Nutrigenética

▪ Algumas doenças complexas tem causas múltiplas:

▪ Genética vs. Ambiente vs. Comportamento

▪ Algumas doenças complexas podem ser causadas por várias vias

diferentes:

▪ Diabetes tipo 2 pode ser causada pela redução da atividade das

células-β pancreáticas, pela redução na sensibilidade à insulina, bem

como por fatores ambientais (obesidade, sedentarismo, cigarro, etc.)

Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)

▪ É a variação genética de apenas um nucleotídeo entre sequências

de DNA.

▪ 90% da variação genética humana é através dos SNPs.

▪ Um SNP ocorre aproximadamente a cada 300 bases no DNA. Isso

significa que há cerca de 10 milhões de SNPs entre os 3 bilhões de

nucleotídeos do genoma humano.

http://learn.genetics.utah.edu/content/pharma/snips/

SNP

94%

6%

C T T A G C T T

C T T A G T T T

MUTAÇÃO

99,9%

0,1%

C T T A G C T T

C T T A G T T T

Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)

NormalmRNA

Proteína

VariantemRNA

Proteína

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G C

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A A

Gln

C

A U G

Met

A A G

Lys

U U U

Phe

G G U

Gly

G C A

Ala

U U G

Leu

A A

Gln

C

G

Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)

Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)

▪ Um SNP geralmente é uma variável binária.

▪ A probabilidade de uma mutação se repetir no mesmo locus é

bastante pequena

▪ Casos de tri-alelos são geralmente considerados ser efeito de erro na

genotipagem

▪ O nucleotídeo em um SNP é chamado de

▪ Alelo maior (se a frequência alélica é > 50%), ou

▪ Alelo menor (se a frequência alélica é < 50%)

94%

6%

C T T A G C T T C: alelo maior

C T T A G T T T T: alelo menor

Haplótipos

▪ Um haplótipo é um conjunto de SNPs ligados em um mesmo

cromossomo

▪ Um haplótipo poder ser considerado um conjunto binário já que cada

SNP é binário

Haplótipos

Genetics Home Reference

http://ghr.nlm.nih.gov/

Penetrância e Fatores ambientais

▪ Alta penetrância – doenças mendelianas de gene único

▪ Autossômico dominante, 100% de penetrância

▪ Anemia falciforme, daltonismo, fibrose cística

▪ Penetrância reduzida, alguns genes levam à predisposição à doença

▪ Genes BRCA1 & BRCA2 podem levar ao câncer de mama ou ovário

▪ Doenças complexas que necessitam de alelos em vários genes

▪ Câncer influenciado pelo ambiente (fumo, exposição aos raios UV)

▪ Aterosclerose (obesidade, genética e colesterol)

▪ Algumas doenças complexas possuem múltiplas causas

▪ Genética vs. ambiente vs. comportamento

▪ Algumas doenças complexas pode ser causadas por múltiplas vias metabólicas

▪ DMT2 – função reduzida das células-β pancreática, produção reduzida da insulina, resistência à insulina, bem como condições ambientais (obesidade, sedentarismo, fumo, etc.)

Herdabilidade dos SNPs

Manolio et al. Nature 461, 747-753 (2009)

Anemia falciformeFibrose CísticaDaltonismo

Doenças complexas

Herdabilidade de algumas condições

MANOLIO, T. A et al. Finding the missing heritability of complex diseases. Nature, v. 461, n. 7265, p. 747–753, 2009.

Genes de interesse em nutrigenética

Doença Gene ou Loci

Diabetes, Tipo II CDKAL1, WFS1, KCNQ1, IL2Rα, JA2F1

Diabetes, Tipo II KIAA0350

Obesidade FTO, MC4R, PCSK1

Doença cardiovascular 6q25, 2q36

DHGNA PNPLA3

Dislipidemia MLX1PL

Hipercolesterolemia CELSR2

Hipertensão SLC12A3, SLC12A1,KCNJ1

Doença Celíaca IL-2, IL-21,

Colite ulcerativa ECM1, PTPN2, HERC2, STAT3

Doença de Crohn JAK2, CDKAL1, ITLN1, IRGM

Projeto Internacional HapMap

http://www.hapmap.org/

Obrigado!