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Universidade federal do espírito santo centro de ciências da saúde – ccs Departamento de morfologia biologia celular e DOS TECIDOS histologia a Medicina 2018 Izadora Bohier Lavínya Callegari Lucas Melo Raul Bicalho Taís Loureiro Turma 103 1º Período Prof. Jones Bernardes Obesity and Bariatric Surgery Drive Epigenetic Variation of Spermatozoa in Humans Ida Donkin, Soetkin Versteyhe, Lars R. Ingerslev, Christopher T. Workman, Juleen R. Zierath, Romain Barre` s INTRODUÇÃO Obesidade Problemas relacionados com a obesidade Condutas para resolução Cirurgia Bariátrica Epigenética OBJETIVO: HIPÓTESE: A obesidade pode influenciar em características hereditárias? A perda de peso remodela a assinatura epigenética dos espermatozoides metodologia METODOLOGIA Homens obesos com problemas de glicose X Homens magros sem problemas de glicose Amostra de sêmen (23 homens caucasianos) + Amostra de sêmen de 6 obesos que fizeram cirurgia bariátrica (1 semana antes, 1 semana depois e 1 ano depois) 13 magros 10 obesos Isolamento de espermatozoides móveis Técnica de “swim-up” Elimina partes indesejadas (Ex.: Células somáticas) Amostra limpa com espermatozoides saudáveis (com motilidade) Coleta de Sangue Sangue venoso TUBOS DE EDTA Análise hematológica com anticoagulante (Ácido etilenodiamino tetra-acético) Punção na fossa antecubital Biópsia de gordura subcutânea Gordura subcutânea Área periumbilical inferior sob anestesia AGULHA DE BERGSTRÖM Extração do DNA, eliminando a proteção de proteínas = DNA mais puro para análise Posicionamento de Histona Expressão de sncRNA Análises de Metilação de CpG de DNA Sequenciamento de bissulfito Genotipagem Permite a análise comparativa da metilação CpG em células gaméticas e somáticas do mesmo indivíduo antes e depois da cirurgia bariátrica Todas as análises epigenéticas foram realizadas em ejaculados únicos Análise de dados de sequenciamento Seleção de CpG para análise posterior - Com alterações de metilação em qualquer localização genômica - Portadores de histonas em seus promotores e dentro de corpos genéticos - Previstos para serem direcionados por piRNAs diferencialmente expressos Análise da função biológica de genes: Resultado e discussão Resultado e discussão Amostra de sêmen Sequenciamento de nuclease, sequenciamento pequeno de RNA não codificador (sncRNA) e sequenciamento de representação reduzida de bissulfito O posicionamento das histonas dos SPTZ não é alterado entre homens magros e obesos Espermatozoides de homens obesos alteraram a expressão de sncRNAs Caracterizar posicionamento de histonas, expressão de sncRNA e metilação do DNA Espermatozoides de homens obesos alteraram a expressão de sncRNAs Especula-se que essa expressão de piRNA alterada modula de forma coordenada a expressão de genes envolvidos no comportamento e na ingestão de alimentos e poderia participar na predisposição da prole à obesidade. Genes que regulam o desenvolvimento e a função do SNC são diferencialmente metilados em espermatozoides de homens obesos CpGs metilados foram quase exclusivamente encontrados em DNA associado à protamina, independentemente da obesidade O nº e magnitude de alterações de metilação CpG encontradas entre homens magros e obesos foram maiores em regiões ligadas à protamina Genes que regulam o desenvolvimento e a função do SNC são diferencialmente metilados em espermatozoides de homens obesos Análise ontológica dos genes (GO) com CpGs diferencialmente metilados revelou enriquecimento para o termo “desenvolvimento do sistema nervoso” Genes que regulam o desenvolvimento e a função do SNC são diferencialmente metilados em espermatozoides de homens obesos Estes resultados sugerem uma remodelação específica de marcas epigenéticas para genes que controlam a função do SNC e do metabolismo Certas regiões genômicas, especificamente, genes no intercruzamento entre o SNC e a regulação da função metabólica, são hotspots para a variabilidade epigenética em gametas Genes que regulam o desenvolvimento e a função do SNC são diferencialmente metilados em espermatozoides de homens obesos Nenhuma relação entre o genótipo e a variabilidade epigenética em magros e obesos, excluindo uma contribuição de variantes genéticas para a metilação diferencial observada SPTZ em homens obesos são reprogramados epigeneticamente para os genes que controlam o SNC, que podem participar de um comportamento SOCIAL e ALIMENTAR alterado em crianças de homens obesos. Filhos de homens obesos correm maior risco de desenvolver transtornos do espectro do autismo Metilação do DNA em espermatozoides é remodelada após perda de peso induzida por cirurgia bariátrica Metilação do DNA em espermatozoides é remodelada após perda de peso induzida por cirurgia bariátrica A perda de peso induz uma alteração do epigenoma do espermatozoide Mudanças epigenéticas podem ocorrer durante os últimos estágios da maturação do espermatozoide A variação epigenética ocorre em locais específicos no genoma do esperma Metilação do DNA em espermatozoides é remodelada após perda de peso induzida por cirurgia bariátrica Indica certos "pontos críticos" para mudanças na metilação no genoma associadas a mudanças na ingestão nutricional Metilação do DNA em espermatozoides é remodelada após perda de peso induzida por cirurgia bariátrica Comparação da metilação de 60 locais CpG em espermatozoides com sangue e tecido adiposo subcutâneo coletado do pré-cirurgia e pós-cirurgia (1 ano) Padrões distintos de metilação entre os tecidos Níveis de metilação entre os momentos foram específicos do tecido Sugerem que os fatores ambientais associados à bariátrica induzem uma remodelação das marcas epigenéticas que são exclusivas dos espermatozoides Tentativa de identificar os fatores que contribuem para as mudanças epigenéticas nos espermatozoides Análise de componentes principais das alterações da metilação do DNA em relação aos parâmetros clínicos dos participantes do estudo Futuras investigações para identificar as mudanças específicas no ambiente testicular na obesidade ou após a perda de peso podem revelar os fatores específicos que contribuem para as mudanças epigenéticas dinâmicas observadas nos espermatozoides Nenhuma associação entre a metilação do DNA e os parâmetros clínicos listados conclusão CONCLUSÃO Epigenética alterada do SPTZ de homens com obesidade moderada Metiloma espermático é alterado após a bariátrica em humanos obesos mórbidos Até que ponto estas alterações epigenéticas gaméticas em homens obesos influenciam o perfil metabólico de seus filhos é desconhecida Futuros esforços para caracterizar o perfil epigenético de SPTZ humanos sobre outras exposições ambientais, incluindo exercícios físicos ou tabagismo, podem revelar assinaturas distintas Posição das histonas SncRNA Metilação do DNA Não se sabe o mecanismo de ação exato das alterações epigenéticas Não é alterada Expressão alterada de alguns subtipos Impede que o gene seja transcrito É alterada pós-cirurgia bariátrica Uma maior compreensão do mecanismo que controla a herança epigenética pode aumentar a consciência social do comportamento pré-concepcional
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