Elaboração de um painel de marcadores de ancestralidade para estudos caso-controle e organização das informações em banco de dados local

Abstract

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2013.A população brasileira é produto da miscigenação entre trêsprincipais grupos étnicos: Ameríndios (que já habitavam estas terras àépoca do descobrimento), Europeus (principalmente portugueses) eAfricanos (trazidos de forma forçada como mão de obra escrava).Estimar as diferentes proporções de ancestralidade em populaçõesmiscigenadas é de extrema importância para estudos genéticos quebuscam encontrar alelos de sucetibilidade a doenças, uma vez que a nãocorreção da estratificação populacional pode ocasionar desvios levandoa associações espúrias. Para o controle da estratificação populacional, autilização de marcadores informativos de ancestralidade tem sidoamplamente utilizada por apresentar um alto diferencial de frequênciaentre populações de regiões geograficamente distintas. O objetivo desteestudo foi genotipar quatro marcadores informativos de ancestralidadeadequados para amostras da população brasileira visando estender estaabordagem para entender a estruturação populacional em estudos decaso-controle, utilizando como modelo a doença psoríase. Adicional aoprincipal objetivo, um banco de dados biológico (BDB) foi diagramadoe implementado, para auxiliar na organização e armazenamento deinformações a respeito das amostras aqui utilizadas. As frequências dosquatro marcadores (AT3, Sb19.3, APO e PV92) foram estimadas emamostras de pacientes (PSR) diagnosticados com psoríase (n=100) econtroles saudáveis (PSC) sem histórico de doença (n=100, PSC)coletadas na cidade de Florianópolis - SC. Os perfis genéticos foramobtidos através de PCR convencional e eletroforese em gel de agarose.As análises estatísticas empregaram programas tais como GENEPOP,GDA e ADMIX 3. O BDB proposto foi desenvolvido e estruturado emsistema de gestão de bases de dados relacionais MySQL, e a interfacegráfica foi desenvolvida em linguagem PHP e HTML. Por meio deanálises moleculares e estatísticas, os resultados obtidos evidenciaramque os dois grupos de indivíduos aqui estudados (PSR e PSC)apresentaram semelhanças quanto a sua ancestralidade genética, nãosendo observado grandes diferenças populacionais. As estimativas demistura revelaram que as duas populações analisadas são tri-híbridas,com alta preponderância do componente europeu, seguido de africano eameríndio respectivamente. Apesar dos poucos marcadores utilizadosfoi possível discriminar a contribuição genética dos grupos ancestraisindicando que mesmo um número reduzido de marcadores pode sersuficiente, desde que apropriadamente selecionados, para responder umapergunta específica. O BDB construído e diagramado neste trabalhorecebeu o nome de LAPOGEdb (LAPOGE Database -www.lapoge.sites.ufsc) e, mostrou-se uma ferramenta eficaz para oarmazenamento estruturado de informações que variam entre dadosepidemiológicos e genéticos referentes a amostras utilizadas ao longo de19 anos de funcionamento do Laboratório de Polimorfismos Genéticosda Universidade Federal de Santa Catarina (LAPOGE-UFSC). <br>Abstract : The Brazilian population is the product of interbreeding betweenthe three main ethnic groups: Amerindians (who inhabited these landsduring the discovery), Europeans (mainly Portuguese) and Africans(brought forcefully as slave labor). Estimating the different proportionsof ancestry in admixed populations is of utmost importance for geneticstudies that seek to find disease susceptibility alleles, since no correctionof population stratification, can cause deviations leading to spuriousassociations. To control the population stratification, the use of ancestryinformative markers have been widely used for its feature of presentinga high frequency differential between geographically distinctpopulations. The aim of this study was to genotype four ancestryinformative markers suitable for samples of the brazilian population inorder to extend this approach to understand the population structure incase-control studies, using as a model the psoriasis disease. Additionalto the main objective, a biological database (BD) was diagrammed andimplemented through programming languages, to assist in organizingand storing information about the samples used here. The frequencies ofthe four markers (AT3, Sb19.3, APO and PV92) were estimated insamples of patients (PSR) diagnosed with psoriasis (n = 100) andhealthy controls (PSC) with no history of disease (n = 100, PSC)collected in the city of Florianópolis - SC. The genetic profiles wereobtained by standard PCR and visualization with agarose gel andelectrophoresis. The statistical analysis employed programs such asGENEPOP, GDA and ADMIX 3. The proposed BD was developed andstructured in MySQL relational database management system, while thegeneral user interface (GUI) was developed in PHP and HTML. Theresults obtained from the molecular analysis and statistics, showed thatthe two groups studied here (PSR and PSC) had some similarities intheir genetic ancestry, not observing large population differences.Estimates of mixture revealed that the two populations are tri-hybrid,with high preponderance of European component, followed by Africanand Amerindian respectively. Despite the few markers used it was ableto discriminate the genetic contribution of ancestral groups indicating,that even a small number of markers may be sufficient, whenappropriately selected, to answer a specific question. The BD builtedanddiagrammed in this work was named LAPOGEdb (LAPOGE Database -www.lapoge.sites.ufsc) and proved to be an effective tool for storingstructured information, ranging from genetic and epidemiological data,related to the samples used throughout 19 years of operation of theLaboratory of Genetic Polymorphisms of the Federal University ofSanta Catarina (UFSC-LAPOGE)