Avanços da Epidemiologia Genética da Hanseníase

Avanços da Epidemiologia
Genética da Hanseníase
Treinamento dos procedimentos
laboratoriais nas baciloscopias de
hanseníase
SESA
Marcelo Távora Mira
PUCPR
18/04/2006
Genética de Doenças Complexas
• Definição  toda doença
que não exibe o padrão
clássico de herança
Mendeliana dominante
ou recessiva relativa a
um único gene.
• Relação
genótipo/fenótipo 
imperfeita!
– Mesmo genótipo 
diferentes fenótipos
– Mesmo fenótipo 
diferentes genótipos
www.cdc.gov/genomics/ search/adv_instruct.htm
Mapeamento de genes em
doenças complexas
• Objetivo principal:
– Definir o(s) gene(s) envolvido(s) no controle da
susceptibilidade do indivíduo à doença estudada.
• Aplicações:
–
–
–
–
Triagem de indivíduos susceptíveis
Desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas
Vacinas moleculares
Farmacogenômica
Genética x Doenças Infecciosas
• Dados epidemiológicos:
– Apenas uma proporção dos indivíduos expostos a um agente
infeccioso são infectados;
– Freqüentemente apenas uma proporção dos indivíduos
infectados manifestam a doença clinicamente.
– Era pré-microbiológica…
Componente
hereditário!
Genética x Doenças Infecciosas
• Com a descoberta dos microorganismos:
– Suscetibilidade a doenças infecciosas
determinada por:
GENES!
– Fatores ambientais  exposição ao patógeno
– Fatores sociais
– Fatores relativos ao microorganismo 
virulência.
Genética x Doenças Infecciosas
• Hoje:
– Claro componente genético controlando
suscetibilidade a várias doenças infecciosas e
parasitárias.
– Esta evidência:
• Estudos observacionais
• Análises complexas de segregação;
• Estudos de genes/regiões candidatas  associação e
ligação;
• Scans genômicos completos  ligação.
Mapeamento genético
Genetic
component
Observational data
Genetic
model
Parametric
linkage
analysis
Segregation
analysis
No
genetic
model
Familybased
Populationbased
Association
analysis
Nonparametric
linkage
analysis
Gene
localization
Gene
identification
Genética x Doenças Infecciosas
• Exemplos: Doenças:
– Protozoose  malária, esquistossomose,
leishmaniose.
– Bacterioses  tuberculose, hanseníase,
salmonelose.
– Viroses  AIDS, hepatite B.
– Micoses  Pneumocystis carinii,
Cryptosporidium parvum
Genética x Doenças Infecciosas
• Exemplos: genes:
– Tuberculose  VDR, NRAMP1, MLB,
especificidades HLA;
– Hanseníase  HLA, NRAMP1, TLR2, IL10,
TNFA, VDR, PARK2, cromossomo 10p13;
– Malária  TNFA, ICAM;
– Hepatite B  IL10, HLA;
– AIDS  HLA, CCR5.
Hanseníase
• Doença infecciosa crônica
causada pelo
Mycobacterium leprae
• Afeta pele e o sistema
nervoso periférico
• Primeira doença para qual
um agente infeccioso foi
identificado  A. Hansen,
1873
• Hospedeiros naturais 
seres humanos e tatus
Uma família de tatus
Epidemiologia da Hanseníase
•
Doença 100% curável por MDT
•
M. leprae não possui reservatório natural de
importância biológica
•
OMS  Campanha global de eliminação
Incidência e prevalência na India
50
ceses per 10,000
Incidência Global
??
40
Prevalence
Incidence
30
20
10
0
1984
1988
1992
1996
2000
Patogênese da Hanseníase
TH1 type
Nada!
Tuberculoide
(paucibacilar)
exposição
Espectro
clínico da
doença
Lesão única,
cura
espontânea
Borderline
Lepromatosa
(multibacilar)
TH2 type
Genética da Hanseníase
• Genes candidatos:
M. leprae
NRAMP1
leprosy “per se”
LAMA2
HLA/TNFA/TAP
VDR
paucibacillary
10p13
multibacillary
TLR2
IL-10
Design do Estudo
infecção
hanseníase “per se”
paucibacilar
Teste de hipótese
Geração de hipótese
multibacilar
Genes candidatos
Scan genômicos
As Famílias Multiplex Vietnamitas
# irmãos afetados/família
# irmãos
2
3
4
5
# familias 63 15
6
2
Subtipo
PB
MB
Resultados do Scan Genômico
Da primeira
rodada
388 marcadores
11 regiões com um
score (LOD) máximo >
1.0
89 marcadores
Lod Score
4
4.31
3
LD
mapping
2
1
x
x
x
D6S1590
xx
D6S503
D6S1027
x
D6S1277
D6S1273
x
D6S415
D6S1614
x x x
D6S476
D6S2420
D6S2436
0
x
D6S1035
D6S1579
D6S1550
D6S253
D6S305
D6S955
D6S1599
6q25-q27
3 cM
x
GATA184A08
D6S1654
1 região com
score (LOD)
máximo > 3.6
Mira MT et al., Nat Genet 2003; 33:412-415
Conclusões
• Identificação de um novo locus controlando
suscetibilidade à hanseníase “per se”no
cromosomo 6q25-q27
• Mas…
– A região em ligação  ainda 6.4 Mb  32
genes!
De volta ao Vietnam: Mapeamento Fino
- Desequilíbrio de Ligação (LD)
• Amostra independente de 197
famílias simplex (trios)
• Dados parentais completos
subtipos
PB
MB
Mapa de Associação de Baixa Resolução
Linkage Map
Gene Map
32 Genes
SNP Map
64 SNPs
Association Plot
Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004
Mapa de Associação de Alta Resolução
Gene map: 2 genes
SNP map: 81 SNPs
Association plot
Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004
Por regressão logística
multivariada
SNP1
PARK2 intron 1
PARK2 exon 1
SNP2
PACRG intron 1
PACRG exon 1
p < 0.05
not significant
Análise de Haplótipos
SNP 1
SNP 2
C
C
OR*
CI 95%
P-value
C
T
C
T
1.00
-
-
T
T
C
T
T
T
3.23
[1.34 -7.82]
0.009
T
C
C
T
T
T
T
C
5.28
[2.06 -13.55]
0.0005
* Estimada por regressão logística condicional
Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004
Replicando o Vietnam: O Estudo
Brasileiro
• 587 casos – 388 controles
Subtipos
PB
MB
• 13 SNPs (associadas
no Vietnam)
Resultados da Replicação
Marker name
rs2803104
10Kb_target_5_2
PARK2_e01 (-697)
PARK2_e01 (-2599)
PARK2_e01(-3024)
PARK2_e01(-3800)
28Kb_target_2_1
28Kb_target_4_1
rs1514343
rs1333955
rs1040079
40Kb_target_8_F60
40Kb_target_8_F706
Position*
162972608
162976030
162982925
162984827
162985252
162986028
163032514
163045217
163046511
163046882
163047455
163047538
163048194
Vietnamese sample
Risk allele q** p-value
A
T
G
T
C
G
T
A
T
C
C
A
G
0.68
0.51
0.17
0.67
0.52
0.66
0.67
0.66
0.17
0.66
0.17
0.16
0.16
0.011
0.013
0.013
0.0006
0.029
0.001
0.017
0.002
0.03
0.0007
0.004
0.034
0.017
Brazilian sample
Risk allele q p -value (p GC ***)
T
G
T
G
A
T
C
C
A
G
0.58
0.84
0.38
0.61
0.83
0.61
0.58
0.53
0.23
0.52
0.29
0.24
0.23
ns
0.008 (0.019)
0.0002 (0.001)
0.0006 (0.003)
ns
0.003 (0.009)
ns
0.0009 (0.003)
0.023 (0.045)
0.016 (0.034)
0.0002 (0.001)
0.015 (0.032)
ns
Multivariate
pGC = 2.10-5
* The position for each SNP is given as nucleotide number on build 33 of the human chromosome 6 sequence map.
**q denotes the population frequency of the risk allele and was estimated from non-transmitted parental alleles in the Vietnamese
sample and among unaffected controls in the Brazilian sample.
***pGC denotes the robust p-value obtained by using 24 genomic controls
Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004
Conclusões
• Primeira clonagem de posição em
doenças infecciosas;
• Identificação de fatores de risco universais
para suscetibilidade à hanseníase;
• Link entre doenças infecciosas e
neurodegenerativas!?
• Via da ubiquitina  papel no controle de
resposta imune/inflamatória?
Na PUCPR
•
•
Linha de pesquisa  “Bases
moleculares da resposta do
hospedeiro”
Núcleo de Investigação Molecular
Avançada - NIMA
– Infraestrutura
• Laboratório do NIMA  Parque
tecnológico 03
• Laboratório de Genômica  São
José dos Pinhais
– Parcerias:
•
•
•
•
Fiocruz
IBMP
McGill University
Faculté de Médecine Necker –
Université de Paris
Equipe
• 2 doutorandos
• 6 mestrandos
• 2 PIBIC  Farmácia
e Biologia
• 1 estagiária
Projetos
• Estudos de
susceptibilidade
genética à
– Hanseníase
• Colônia do Prata
(WHO; CNPq)
• Curitiba (F. Araucária)
– Vitiligo
Agradecimentos
McGill University, Montreal,
Canada
Oswaldo Cruz Institute, Fiocruz,
Rio de Janeiro, Brazil
Erwin Schurr
Thomas J. Hudson
Euzenir Sarno
Milton Moraes
Alexandre Montpetit
Celestino Di Flumeri
Caroline Gallant
Andrei Verner
Pierre Lepage
Hospital for Dermato-Veneorology,
Ho Chi Minh City, Vietnam
INSERM U550, Necker Medical
School, Paris, France
Leiden University Medical Center,
Leiden, The Netherlands
Alexandre Alcaïs
Laurent Abel
Esther van de Vosse
Nguyen Thuc
Minh Phuong
Financial Support
CIHR
Genome Quebec
CGDN-NCE
PUCPR
CAPES
Pontifícia Universidade Católica do
Paraná