Dinâmica de marcadores genéticos na região do complexo de histocompatibilidade principal humano em populações do Centro-Oeste do Brasil

Abstract

Teoricamente, regiões genômicas com grande importância funcional, como genes e regiões regulatórias, são as mais afetadas pela seleção natural. O MHC humano (6p23.1) é uma dessas regiões pois contém a maioria dos genes relacionados à regulação e ação do sistema imune em humanos. Neste trabalho foram escolhidos marcadores genéticos localizados no MHC humano de dois tipos – STRs, que apresentam alta taxa de mutação, e inserções Alu, com baixa taxa de mutação. Foram analisados165 indivíduos de duas populações, uma urbana com alto grau de miscigenação (Brasília, 105 indivíduos) e uma comunidade afroderivada remanescente de quilombo (Kalunga, 60 indivíduos). Estes foram genotipados em relação aos marcadores AluMICB, AluTF, AluHJ AluHG e AluHF (no MHC de Classe I), bem como para os microssatélites TNFa, TNFb, TNFc, TNFd, TNFe (no MHC de Classe III). Os fragmentos foram amplificados por meio de PCR e genotipados em gel de poliacrilamida a 6% (todos os Alu), gel de poliacrilamida desnaturante a 12% (TNFc) e eletroforese capilar em sequenciador automático ABI3130 (TNFa-e). Os dados obtidos foram analisados em três grupos: haplótipos Alu, haplótipos microssatélites e haplótipos contendo todos os 10 marcadores estudados, cujas inferências foram feitas com o algoritmo PHASE. Os marcadores TNFa e TNFd se mostraram fora do Equilíbrio de Hardy-Weinberg em ambas populações estudadas, mesmo após Correção de Bonferroni. Brasília e Kalunga apresentaram déficit global de heterozigotos. Em Kalunga o marcador AluHG apresentou excesso de heterozigotos mesmo sem estar fora do EHW, o que pode indicar ação de mecanismo evolutivo devido à sua proximidade com o gene HLA-G. Mesmo fora do EHW em Kalunga, o marcador TNFd não mostrou déficit ou excesso de heterozigotos, o que também pode indicar atuação de mecanismo evolutivo. Os haplótipos analisados mostraram diferenças de comportamento entre os tipos de marcadores moleculares. Conforme as análises feitas com base nos haplótipos Alu, as populações são similares e apresentam pouca diferenciação populacional, além de compartilharem os haplótipos mais frequentes. Para os haplótipos TNF, entretanto, as populações se mostram moderadamente diferentes e compartilham apenas 21 dos 190 haplótipos possíveis. O Teste de Neutralidade de Ewens-Watterson indicou desvio do esperado em condições de neutralidade para os loci TNFa, TNFb e TNFd isoladamente, mas não indicou desvio da neutralidade para nenhum dos conjuntos haplotípicos estudados. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Genetic markers are used in population genetics to address different questions, like genetic counseling or the understanding of evolutionary mechanisms. Especially, genetic markers located in important genomic regions, such as genes or regulatory sequences, are most commonly affected by natural selection. The human MHC (6p23.1) is a region of great importance due to the presence of genes related to action and regulation of the human immune system, thus, several studies have reported that natural selection might be acting in such region. In this work, two types of genetic markers were selected in the MHC region, one of them being Alu insertions, which have low rates of mutation; and the other being STRs, which have rather high mutation rates. 165 samples from two distinct populations, an urban admixed population (Brasília, 105 samples) and an afro-derived rural population (Kalunga, 60 individuals) were studied for the loci AluMICB, AluTF, AluHJ AluHG e AluHF (Class I MHC) and TNFa, TNFb, TNFc, TNFd, TNFe (Class III MHC). The fragments were amplified by PCR and genotyped in 6% polyacrylamide gel (Alu insertions), 12% denaturing polyacrylamide gel (TNFc) and capillary electrophoresis in an ABI3130 automatic sequencer (TNFa-e). Data were analyzed in three groups: Alu haplotypes, microsatellite haplotypes and haplotypes containing all loci here studied. The haplotypes were inferred with the PHASE algorithm. Both TNFa and TNFd loci departed from Hardy-Weinberg Equilibrium (HWE) in both populations, even after Bonferroni's Correction. Brasília and Kalunga showed global heterozigote deficit. AluHG showed heterozigote excess even in accordance with HWE, which may indicate influence of evolutionary mechanisms due to its proximity to HLA-G gene. Aside being apart of HWE in Kalunga, TNFd locus did not show excess or deficit of heterozigotes. The analyzed haplotypes showed behavioral differences among the two sets of markers. In the analysis based on the Alu haplotypes, both populations are similar and show little populational divergence. For the TNF haplotypes, however, both populations showed moderate differences and share only 21 of the 190 possible haplotypes. The Ewens-Watterson Neutrality test indicated that the TNFa, TNFb and TNFd loci do not behave neutrally when analyzed separately, but did not show departure of neutrality for any of the haplotypes analyzed.