Avanços da Epidemiologia Genética da Hanseníase

1. Avanços da Epidemiologia Genética da Hanseníase Treinamento dos procedimentos laboratoriais nas baciloscopias de hanseníase SESA Marcelo Távora Mira PUCPR 18/04/2006

2. 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

3. 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

4. Componente hereditário! 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…

5. GENES! Genética x Doenças Infecciosas • Com a descoberta dos microorganismos: • Suscetibilidade a doenças infecciosas determinada por: • Fatores ambientais  exposição ao patógeno • Fatores sociais • Fatores relativos ao microorganismo  virulência.

6. 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.

7. Genetic component Gene identification Mapeamento genético Population-based Observational data Genetic model Segregation analysis Family-based Association analysis Non-parametric linkage analysis Parametric linkage analysis No genetic model Gene localization

8. Genética x Doenças Infecciosas • Exemplos: Doenças: • Protozoose  malária, esquistossomose, leishmaniose. • Bacterioses  tuberculose, hanseníase, salmonelose. • Viroses  AIDS, hepatite B. • Micoses  Pneumocystis carinii, Cryptosporidium parvum

9. Genética x Doenças Infecciosas • Exemplos: genes: • Tuberculose  VDR, NRAMP1, MLB, especificidades HLA; • Hanseníase  HLA, NRAMP1, TLR2, IL10, TNFA, VDR, PARK2, cromossomo10p13; • Malária  TNFA, ICAM; • Hepatite B  IL10, HLA; • AIDS  HLA, CCR5.

10. 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

11. Uma família de tatus

12. Incidência e prevalência na India Incidência Global Epidemiologia da Hanseníase • Doença 100% curável por MDT • M. leprae não possui reservatório natural de importância biológica • OMS  Campanha global de eliminação ??

13. Patogênese da Hanseníase TH1 type Tuberculoide (paucibacilar) Nada! Espectro clínico da doença exposição Borderline Lepromatosa (multibacilar) Lesão única, cura espontânea TH2 type

14. Genética da Hanseníase • Genes candidatos: M. leprae NRAMP1 leprosy “per se” LAMA2 HLA/TNFA/TAP VDR paucibacillary multibacillary IL-10 TLR2 10p13

15. Design do Estudo infecção hanseníase “per se” paucibacilar multibacilar Genes candidatos Teste de hipótese Scan genômicos Geração de hipótese

16. Subtipo As Famílias Multiplex Vietnamitas # irmãos afetados/família

17. 388 marcadores 4 3 LD mapping Lod Score 2 89 marcadores 1 3 cM 0 x x x x x x x x x x x x D6S415 D6S476 D6S503 D6S1654 D6S1614 D6S1277 D6S1273 D6S2420 D6S2436 D6S1027 D6S1590 GATA184A08 D6S1599 D6S1550 D6S1035 D6S1579 D6S253 D6S305 D6S955 6q25-q27 Resultados do Scan Genômico Da primeira rodada 11 regiões com um score (LOD) máximo > 1.0 4.31 1 região com score (LOD) máximo > 3.6 Mira MT et al., Nat Genet 2003; 33:412-415

18. 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!

19. subtipos De volta ao Vietnam: Mapeamento Fino - Desequilíbrio de Ligação (LD) • Amostra independente de 197 famílias simplex (trios) • Dados parentais completos

20. Gene Map SNP Map Association Plot Mapa de Associação de Baixa Resolução Linkage Map 32 Genes 64 SNPs Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004

21. Gene map: 2 genes SNP map: 81 SNPs Association plot Mapa de Associação de Alta Resolução Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004

22. SNP1 SNP2 Por regressão logística multivariada PARK2 intron 1 PACRG intron 1 p < 0.05 not significant PARK2 exon 1 PACRG exon 1

23. OR* CI 95% P-value C C SNP 1 - - 1.00 T T SNP 2 C T T 3.23 [1.34 -7.82] 0.009 C T T C T C T T T 0.0005 [2.06 -13.55] 5.28 C T T C Análise de Haplótipos * Estimada por regressão logística condicional Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004

24. Subtipos Replicando o Vietnam: O Estudo Brasileiro • 587 casos – 388 controles • 13 SNPs (associadas no Vietnam)

25. Multivariate pGC = 2.10-5 Resultados da Replicação * 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. ***pGCdenotes the robust p-value obtained by using 24 genomic controls Mira MT et al., Nature AOP, Jan 2004

26. 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?

27. 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

28. Equipe • 2 doutorandos • 6 mestrandos • 2 PIBIC  Farmácia e Biologia • 1 estagiária

29. Projetos • Estudos de susceptibilidade genética à • Hanseníase • Colônia do Prata (WHO; CNPq) • Curitiba (F. Araucária) • Vitiligo

30. McGill University, Montreal, Canada Erwin Schurr Thomas J. Hudson Alexandre Montpetit Celestino Di Flumeri Caroline Gallant Andrei Verner Pierre Lepage INSERM U550, Necker Medical School, Paris, France Alexandre Alcaïs Laurent Abel Oswaldo Cruz Institute, Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil Euzenir Sarno Milton Moraes Hospital for Dermato-Veneorology, Ho Chi Minh City, Vietnam Nguyen Thuc Minh Phuong Leiden University Medical Center, Leiden, The Netherlands Esther van de Vosse Financial Support CIHR Genome Quebec CGDN-NCE PUCPR CAPES Agradecimentos

31. Pontifícia Universidade Católica do Paraná