Investigação genômica da hipertensão essencial em populações afro-brasileiras

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Borges, Vinicius Magalhães
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Afro-descendants; Afro-descendentes; Análise de ligação; Association studies; Estudo de associação; Genética da hipertensão; Genetics of hypertension; Linkage analysis; Remanescentes de quilombos; Remnants of quilombos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41131/tde-09102023-120215/

A Hipertensão Essencial (Essential Hypertension - EH) é uma condição caracterizada por pressão arterial alta persistente, sendo um dos maiores problemas de saúde pública no mundo, causando aproximadamente 9,4 milhões de mortes anualmente. A prevalência da EH varia de acordo com a ancestralidade genética e afeta de forma diferente populações específicas, com 17% nas Américas, 19,2% no Pacífico Ocidental, 23,2% na Europa, 25,1% no Sudeste Asiático, 26,3% no Mediterrâneo Oriental e 27,2% na África. A EH é uma doença multifatorial, ou seja, é determinada por fatores genéticos e influenciada por fatores ambientais. Embora estime-se que os fatores genéticos contribuam para aproximadamente 30-60% da variação da pressão arterial, apenas uma fração da complexidade genética da hipertensão (como genes candidatos, lócus de suscetibilidade e prevalência desigual nas populações) é conhecida. Em conjunto, estudos com genes candidatos, análise de ligação de genoma completo (Genome-Wide Linkage Analysis - GWLA) e estudos de associação de genoma completo baseado em famílias e em população (Genome-Wide Association Studies - GWAS) têm sido usados para procurar fatores genéticos que contribuam para o fenótipo, mas parte da herdabilidade dos fenótipos relacionados à pressão arterial ainda não é explicada pelos fatores genéticos conhecidos, principalmente devido a limitações metodológicas. O principal objetivo deste estudo foi investigar a base genética da EH mapeando regiões de interesse (ROI) e investigando genes e variantes candidatas que influenciam a hipertensão arterial essencial em indivíduos de origem africana de populações parcialmente isoladas de remanescentes de quilombos no Vale do Ribeira (São Paulo - Brasil), que foram previamente caracterizados do ponto de vista clínico, genealógico e genético-populacional. Foram genotipadas amostras de 431 indivíduos (167 afetados, 261 não afetados e 3 com fenótipo desconhecido) de oito populações de remanescentes de quilombos usando array de SNPs (ThermoFisher Axiom Genome-Wide Human Origins 1 Array) com cerca de 650.000 SNPs. As proporções de ancestralidade global estimadas na amostra foram de 47%, 36% e 16%, respectivamente, para a contribuição ancestral africana, europeia e nativo americana. Utilizamos, adicionalmente, informações genealógicas de 673 indivíduos para construir seis pedigrees, totalizando 1104 indivíduos. A estratégia de mapeamento consistiu em uma abordagem computacional multinível. Os pedigrees foram construídos (GenoPro v.3) a partir de relatos dos participantes e do coeficiente de parentesco (King v.2.2, MORGAN v.3.4 e PBAP v.1). O conjunto de dados de genótipos foi filtrado (King v.2.2 e PBAP v.1) e organizado em três subpainéis de marcadores não sobrepostos (PBAP v.2). Para acomodar a miscigenação inerente dessas populações foram realizados faseamento haplótipico, estimativa de ancestralidade local (SNPFlip v.0.0.6, SHAPEIT2 e RFMIX v.2) e cálculo de frequência alélica por SNP (ADMIXFRQ v.1). Foram realizadas análises de ligação genômica e densa usando os três subpainéis de marcadores (MORGAN v.3.4). Finalmente, realizamos um mapeamento fino usando estudos de associação baseados em famílias (GENESIS v.2.24) com base em dados imputados de população (MINIMAC v.4) e de pedigree (GIGI2), além de investigação de genes e variantes relacionados à EH (com base em bancos de dados públicos). A estratégia de análise de ligação resultou no mapeamento de 22 regiões de interesse (ROIs) com LOD Score 1.45, contendo marcadores co-segregantes com o fenótipo. O intervalo de LOD Score considerando todas as ROIs foi 1.45-3.03. Todas estas 22 ROIs contêm 2363 genes. Como parte da primeira estratégia de mapeamento fino, 60 genes foram identificados por meio da investigação de genes relacionados à EH como potenciais candidatos a contribuir para a hipertensão essencial em pedigrees de remanescentes de quilombos. Como parte da segunda estratégia de mapeamento fino, 118 variantes sugestivas ou significativas foram identificadas por meio dos estudos de associação baseados em famílias. Considerando apenas os resultados em comum entre estas estratégias observamos 14 genes PHGDH> e S100A10 (ROI1); MFN2 (ROI2); RYR2, EDARADD e MTR (ROI3); SERTAD2 (ROI4); LPP (ROI5); KCNT1 (ROI11); TENM4 (ROI13); P2RX1, ZZEF1 e RPA1 (ROI18); ALPK2 (ROI20) identificados dentro das regiões mapeadas com evidências fortes e suficientes na literatura atestando sua relação com o fenótipo. Estes genes abrigam 29 SNPs (apontados pelos nossos estudos de associação baseados em famílias) revelando associação sugestiva ou significativa à hipertensão. Outros 46 genes também foram identificados nas regiões mapeadas, porém com menor evidência de relação ao fenótipo uma vez que não foram replicados por nossos estudos de associação baseado em famílias. Os resultados alcançados neste estudo revelaram, por meio de estratégias complementares combinando análises de ligação, estudos de associação e investigações in silico regiões genômicas, variantes genéticas e genes candidatos que ajudam a explicar a base genética da hipertensão essencial. Esses genes são responsáveis pela codificação de proteínas que desempenham papéis cruciais na regulação da pressão arterial, incluindo a regulação dos níveis de sódio e potássio e da via da aldosterona, entre outras. Nossos achados revelam genes e variantes com distinto potencial para explicar a etiologia genética da hipertensão essencial observada em populações de remanescentes de quilombos.