Impacto da diversidade genética e epigenética de genes associados a diferentes intensidades de pigmentação da pele humana

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Silva, Hiago Airton Ferreira da
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Epigenética; Epigenetics; Genetic polymorphisms; Pigmentação; Pigmentation; Polimorfismos genéticos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59138/tde-05042024-084356/

A origem da pigmentação humana é determinada pelo processo de melanogênese, que ocorre nos melanócitos. A melhor compreensão desse mecanismo pode auxiliar desde a área da saúde, no estudo de doenças de pele, até na área forense, no processo de fenotipagem por DNA. O objetivo da fenotipagem por DNA é utilizar polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) presentes em amostras de cenas de crime para inferir a aparência de um possível suspeito e assim ajudar nas investigações criminais. Já existem ferramentas preditivas para essa finalidade, como o HIrisPlex-S, que utiliza 41 marcadores para predizer simultaneamente a cor da pele, cabelo e olhos do indivíduo que deu origem à amostra biológica. No entanto, ainda são necessários modelos que apresentem taxas de acurácia satisfatórias, principalmente no que diz respeito a fenótipos intermediários e em populações miscigenadas, como a brasileira. Com o objetivo de melhor compreender a origem da pigmentação e os mecanismos envolvidos, o presente projeto avaliou a relação entre a pigmentação, polimorfismos genéticos e a metilação do DNA. A metilação do DNA é um dos principais fatores epigenéticos estudados, que consiste na adição de um grupo metil às citosinas seguidas de guaninas (CpGs). Esse processo não altera o código genético, mas possui forte influência na expressão dos genes. Dessa forma, a principal hipótese do trabalho é que a metilação do DNA pode ter influência na determinação dos fenótipos de pigmentação. Para cumprir os objetivos, foram estudados dados obtidos em um banco de dados de livre acesso (Gene Expression Omnibus - GEO). O conjunto utilizado consiste em dados de metilação de amostras de melanócitos claros, intermediários e escuros, fibroblastos, queratinócitos e leucócitos de sangue, obtidos pelo ensaio Infinium Human Methylation 450K BeadChip, da Illumina. Os dados foram analisados em ambiente R, utilizando o pacote ChAMP. As amostras de melanócitos foram comparadas entre si, visando obter relações entre os valores beta de metilação em 21 genes associados à pigmentação e os diferentes tons de melanócitos. Diversas CpGs com diferenças significativas foram encontradas entre os melanócitos claros, intermediários e escuros, como nos genes ASIP, MC1R, SLC45A2 e DEF8, que apresentaram regiões com mais metilação nos melanócitos escuros do que nos claros. Também foram feitas análises comparando os melanócitos com outros tipos celulares (fibroblastos, queratinócitos e leucócitos). Os melanócitos apresentaram hipometilação em relação aos demais tipos celulares nos genes MC1R, MITF, IRF4, SLC24A5, SLC45A2, TYR e TYRP1. Outra abordagem aqui empregada foi estudar os polimorfismos genéticos presentes em ilhas CpGs nos genes associados à pigmentação e nas regiões a 100 kb de cada um. Os SNPs presentes nessas regiões foram genotipados do projeto 1000 Genomes. Em seguida, assumindo que os indivíduos dos grupos populacionais europeu, leste asiático e africano exibem, de modo geral, cores de pele clara, intermediária e escura, respectivamente, foram feitas análises de associações entre os marcadores e tais grupos populacionais, encontrando 203 SNPs associados ao final das análises. Assim, o trabalho encontrou CpGs promissoras para a diferenciação entre tons de melanócitos e diferenciação celular, além de SNPs presentes em ilhas CpGs associados a diferentes populações, evidenciando a existência de relações entre a metilação do DNA, polimorfismos genéticos e a determinação da pigmentação humana.