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HERANÇA POLIGÊNICA E MULTIFATORIAL Prof. Melissa Cordeiro HERANÇA POLIGÊNICA E MULTIFATORIAL Herança de característica/doença determinada pela combinação de vários fatores genéticos e ambientais Fenótipo Características monogênicas* Características poligênicas e multifatoriais GenéticoAmbiental Tuberculose Diabetes tipo 2 Espinha bífida Mais comuns Risco de recorrência mais baixo Hemofilia Fenilcetonúria Mais raras Risco de recorrência mais alto DOENÇAS HUMANAS Esquizofrenia Doença Genética Doença Multifatorial TIPOS DE DISTÚRBIOS GENÉTICOS E INCIDÊNCIA POPULACIONAL Tipo Prevalência ao nascimento (por 1000) Incidência populacional (por 1000) Distúrbios por mutações cromossômicas 6 3,8 Distúrbios por mutações monogênicas 10 20 Distúrbios de herança multifatorial ~50 ~600 CLASSIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS HUMANAS* Características qualitativas ou descontínuas >> Heranças monogênicas >> Um gene >> Sem efeito ambiental** >> Distribuição populacional descontínua * Borges-Osório. Genética Humana, 2001 Características quantitativas ou contínuas >> Heranças poligênicas >> Mais de um gene >> Com influência ambiental >> Distribuição populacional contínua diversos fenótipos intermediários Características semicontínuas >> Heranças multifatoriais >> Mais de um gene >> Com influência ambiental >> Distribuição populacional descontínua • Variações fenotípicas contínuas • Distribuição dos fenótipos em curva normal ou curva de Gauss • Genes com efeitos aditivos HERANÇA POLIGÊNICA OU QUANTITATIVA Ação de vários genes + Influência ambiental CURVA DE GAUSS Estatura entre estudantes de uma Universidade Relação entre o nº de alelos envolvidos e nº de fenótipos • nº de alelos = nº de fenótipos – 1 • nº de fenótipos = nº de alelos + 1 EX: Cor da pele Genótipos Fenótipo Nº de alelos aditivos PPSS Negro 4 PPSs ou PpSS Mulato escuro 3 PPss ou ppSS ou PpSs Mulato médio 2 Ppss ou ppSs Mulato claro 1 ppss Branco 0 HERANÇA MULTIFATORIAL • Determinada por vários genes com influência ambiental variável • Distribuição populacional descontínua • Fenótipos com limiar genotípico HERANÇA MULTIFATORIAL HERANÇA MULTIFATORIAL COM EFEITO DE LIMIAR • Limiar marca uma ruptura na continuidade fenotípica 1. Normais e afetados 2. Suscetíveis e não suscetíveis • Limiar de suscetibilidade Separa os indivíduos em dois grupos: LIMIAR GENOTÍPICO • Limiar genotípico: quantidade mínima de genes de suscetibilidade necessários para que a característica se manifeste em um determinado ambiente Indivíduos suscetíveis a uma doença Podem ser pouco ou muito suscetíveis a uma doença EX: Genes p: genes para a resistência a doença (genes normais) Genes q: genes para a suscetibilidade a doença (genes alterados) • Acima do limiar genotípico os indivíduos apresentam a anomalia ou são suscetíveis à doença. • Abaixo desse limiar eles são normais ou não suscetíveis. LIMIAR GENOTÍPICO Mínimo: p4q0 Máximo: p0q4 Limiar: p1q3 HERANÇA MULTIFATORIAL COM EFEITO DE LIMIAR DIFERENCIAL PARA OS SEXOS • Limiar genotípico difere entre os sexos • Um sexo é mais suscetível que o outro • Deve-se à interações hormonais e de desenvolvimento EX: Estenose pilórica Prevalência: 1/200 homens; 1/1000 mulheres Sintomas: - Vômitos -Constipação -Perda de peso GENES DE SUSCETIBILIDADE ➢ Variações genéticas comuns nas populações ➢ ~10 milhões no Genoma Humano SNPs – Polimorfismos de Nucleotídeos Únicos Consequências: - Diversidade de características comuns - Predisposição genética para doenças Um local no genoma onde encontra-se 1pb diferente em mais de 1% da população. GENES DE SUSCETIBILIDADE ESTUDOS DE ASSOCIAÇÃO • Caso-controle Defeitos de tubo neural Controles Ex: SNP (C > T) no gene MTHFR > Enzima do metabolismo de folato TESTES GENÉTICOS Como determinar a influência relativa dos fatores genéticos e ambientais? ESTUDO DE GÊMEOS • Gêmeos MZ e gêmeos DZ • Taxa de concordância: grau de concordância de determinada característica entre gêmeos Qual o grau de envolvimento dos genes na determinação de uma característica multifatorial? HERDABILIDADE (h) • % da variação populacional de uma característica que é devida a genes • Indica se o papel dos genes na determinação de um fenótipo é grande ou pequeno Ambiente → cDZ similar a cMZ (h~0) Genética → cMZ muito diferente a cDZ; h~1,0 Ex: massa corpórea h = 0,7 a 0,8 Forte influência genética h = (cMZ – cDZ)/(1-cDZ) ESTUDOS DE ADOÇÃO Crianças nascidas de pais que tiveram uma doença, mas que foram adotadas por pais que não possuem a doença. Exemplo de um estudo: → Esquizofrenia • Crianças adotadas cujos pais biológicos eram afetados = 8 a 10% desenvolveram a doença • Crianças adotadas de pais biológicos não afetados = 1% desenvolveram a doença ESTUDOS DE ADOÇÃO Exemplo de um estudo: → Alcoolismo >> 105 homens (23-45 anos) adotados com 5 semanas de idade por pais não alcoólatras • 55 pais biológicos alcoólatras → 20% de seus filhos se tornaram alcoólatras • 50 pais biológicos não alcoólatras → 5% de seus filhos se tornaram alcoólatras RISCO DE RECORRÊNCIA (RR) • Baseados em dados empíricos de estudos populacionais • Os RRs são específicos para cada doença e para cada população Ex: América do Norte para defeitos do tubo neural >> Encontrado em 3% de irmãos de probando Risco de recorrência para genitores que já tiveram um filho afetado é de 3 % • O RR pode mudar de uma população para outra Ex: Estenose pilórica em meninos → Londres - 3,8% / Belfast - 9,6% RISCO DE RECORRÊNCIA 1. O RR é maior se mais de um membro da família é afetado 2. Se a expressão da doença no probando for mais severa, o RR é maior Ex: fissura de lábio e palato bilateral /fissura labial ou palatina / fissura unilateral: Ocorrência de fissura de lábio e palato bilateral na família → RR será maior para membros da família comparado a ocorrência de fissura unilateral. Ex: RR para irmãos de um defeito no septo ventricular (VSD): RR de 3% se um irmão teve VSD; RR de 10% se dois irmãos tiveram VSD. RISCO DE RECORRÊNCIA 3. O RR para a doença geralmente diminui em parentes mais remotos Ex: Luxação congênita de quadril: RR para parentes de 1º grau = 5% RR para 2º grau = 0,6% RR para 3º grau = 0,4% Quanto mais próxima a relação de parentesco, maior o nº de genes compartilhados Parentesco Proporção de genes em comum Gêmeos monozigóticos 1 Parentes de 1º grau (genitores, gêmeos dizigóticos, irmãos, filhos) 1/2 Parentes em 2º grau (avós, tios, sobrinhos, netos, meio-irmãos) 1/4 Parentes em 3º grau (bisavós, bisnetos, primos em 1º grau ou primos-irmãos) 1/8 5. O RR para parentes de primeiro grau de um afetado é √p (p = frequência populacional da doença) RISCO DE RECORRÊNCIA 4. O RR é maior se o probando for do sexo menos comumente afetado Ex: Ocorrência de estenose pilórica em mulheres na família → RR maior para os membros da família. Ex: Se a frequência é de 1/130, o RR é de 1/12. Alcoolismo e drogadição Hipertensão arterial Asma Inteligência Câncer* Obesidade Defeitos de tubo neural (Ex: Anencefalia, espinha bífida, encefalocele) Personalidade Diabetes melito tipo I e II Psoríase Dislexia TDAH Doença arterial coronariana Transtorno do Espectro Autista Doença celíaca Transtorno do pânico Doença de Alzheimer Transtorno obsessivo compulsivo Esclerose múltipla Transtorno uni e bipolar Esquizofrenia Tromboses (trombofilias) Fissura de lábio e palato Exemplos de condições/características multifatoriais Slide 1: HERANÇA POLIGÊNICA E MULTIFATORIAL Slide 2: HERANÇA POLIGÊNICA E MULTIFATORIAL Slide 3 Slide 4 Slide 5: CLASSIFICAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS HUMANAS* Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10: HERANÇA MULTIFATORIAL Slide 11 Slide 12 Slide 13: LIMIAR GENOTÍPICO Slide 14: LIMIAR GENOTÍPICO Slide 15: HERANÇA MULTIFATORIAL COM EFEITO DE LIMIAR DIFERENCIAL PARA OS SEXOS Slide 16: GENES DE SUSCETIBILIDADESlide 17: GENES DE SUSCETIBILIDADE Slide 18: TESTES GENÉTICOS Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29