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[Seminário] Biocel - Obesity and Bariatric Surgery Drive Epigenetic

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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