Investigação de genes envolvidos no controle da ingestão alimentar em estudos de associação com fenótipos relacionados à obesidade humana

Abstract

O aumento da prevalência de obesidade em várias regiões do planeta vem se revelando como um dos mais importantes fenômenos clínico-epidemiológicos da atualidade. Fatores como a mudança do hábito alimentar e o estilo de vida sedentário, aliados a determinantes genéticos ainda pouco conhecidos, desempenham um papel relevante na patogênese desta doença. Nos últimos dez anos, desde o descobrimento do hormônio leptina, avanços consideráveis foram obtidos na caracterização dos mecanismos hipotalâmicos do controle da ingestão alimentar. Tais avanços têm revelado as particularidades de um sistema complexo e integrado, e têm oferecido novas perspectivas para abordagens terapêuticas específicas. Apesar da contribuição de fatores genéticos no desenvolvimento do ganho de peso ser amplamente reconhecida, a real contribuição quantitativa dos mesmos em fenótipos relacionados é ainda uma questão complexa que precisa ser esclarecida. Na presente Tese, foram avaliados onze polimorfismos em oito genes candidatos e suas possíveis influências sobre parâmetros de massa e de distribuição da gordura corporal em uma amostra da população da região metropolitana de Porto Alegre de ancestralidade predominantemente européia. Foram analisados polimorfismos localizados nos seguintes genes candidatos à obesidade: Proteína relacionada a agouti (AgRP), Transcrito regulado por cocaína e anfetamina (CART), Receptor canabinóide 1 (CNR1), Catecol-O-metil transferase (COMT), Receptor de dopamina D2 (DRD2), Monoamina oxidase A (MAOA), Receptor melanocortina 4 (MC4R) e Pro-opiomelanocortina (POMC). Os genótipos para cada polimorfismo foram determinados através da amplificação do DNA de cada indivíduo pela técnica da reação em cadeia da polimerase (PCR) e posterior clivagem com endonucleases de restrição específicas quando necessário. Os genótipos foram determinados após separação eletroforética em géis de agarose ou poliacrilamida. Dentre os indivíduos da amostra, a maioria deles (42,6%) apresentou peso normal (IMC<25Kg/m2), enquanto que 36,9% foram classificados como sobrepeso e 20,5% como obesos (IMC>=30Kg/m2). Os parâmetros corporais de gordura analisados foram influenciados pelas variantes dos genes CART, CNR1, COMT e DRD2. O polimorfismo CART -156A/G foi associado ao aumento da obesidade abdominal determinada através da razão cintura-quadril (WHR); interação com fumo anterior a correção de Bonferroni foi também observada. Da mesma forma, o polimorfismo CNR1 4895A/G e o haplótipo contendo os três alelos selvagens dos polimorfismos analisados nesse gene mostraram-se associados à presença de obesidade abdominal. Entretanto, tal efeito haplotípico não se sustentou após a correção de Bonferroni. O polimorfismo COMT 158G/A foi associado ao aumento do índice de massa corporal (IMC), embora tal associação também não tenha permanecido após correções para múltiplos testes. Já a variante DRD2 -141C Ins/Del mostrou-se associada à obesidade abdominal de um modo idade-dependente. Não foram observadas associações significantes para as demais variantes analisadas (AgRP 199G/A, CNR1 1359G/A, CNR1 3813A/G, DRD2 TaqIA, MAOA u-VNTR 30pb, MC4R -2745C/T e POMC 8246C/T). Os dados aqui apresentados reforçam as evidências de que os estudos de associação representam uma ferramenta poderosa na identificação de variantes genéticas que influenciam a susceptibilidade às doenças complexas, principalmente quando essas influências são analisadas dentro de seu contexto biológico e ambiental.

The worldwide increase in the prevalence of obesity is becoming one of the most important clinical-epidemiological phenomena at present day. Environmental factors such as changes in lifestyle and feeding behavior associated with poorly characterized genetic determinants are thought to play the most important roles in the pathogenesis of this disease. During the last ten years, since the discovery of leptin, great advances were obtained in the characterization of the hypothalamic mechanisms involved in food intake control. Such advances are unveiling a complex and integrated system and are opening a wide perspective for the finding of novel therapeutic targets for the treatment of this harming condition. Despite the contribution of genetic factors to the development of weight gain being widely recognized, the real quantitative contribution of them is a complex question yet to be answered. In the present study, we evaluated the influence of eleven variants at eight candidate genes on mass parameters and body fat distribution in an European derived sample from Porto Alegre metropolitan region. Polymorphisms were investigated in the following candidate genes related to obesity: Agouti-related protein (AgRP), Cocaine and Amphetamine-regulated transcript (CART), Cannabinoid receptor 1 (CNR1), Catechol-Omethyltransferase (COMT), Dopamine receptor D2 (DRD2), Monoamine oxidase A (MAOA), Melanocortin receptor 4 (MC4R) and Proopiomelanocortin (POMC). Genotypes for each variant were determined by the polymerase chain reaction (PCR) coupled with endonuclease restriction digestion when necessary. The genotypes were identified after electrophoresis in agarose or polyacrylamide gels. Most individuals in our sample (42.6%) had a normal weight (BMI<25 kg/m2), while 36.9% could be classified as overweight and 20.5% were obese (BMI >=30 kg/m2). The body fat parameters investigated were influenced by CART, CNR1, COMT and DRD2 gene variants. The CART -156A/G was associated with increased abdominal obesity determined through waist-to-hip ratio (WHR), as well as it showed an interaction with smoking habits only before Bonferroni correction for multiple tests. Similarly, the CNR1 4895A/G polymorphism was associated with the presence of central obesity. The haplotype derived from the three wild variants studied in this gene was associated with abdominal obesity, although this effect disappeared after Bonferroni correction. The COMT 158G/A was significantly associated with increased body mass index (BMI), but not after Bonferroni adjustments. Finally, the DRD2 -141C Ins/Del showed to exert an influence on central obesity in an age-dependent way. No significant associations were observed for the remaining variants (AgRP 199G/A, CNR1 1359G/A, CNR1 3813A/G, DRD2 TaqIA, MAOA u-VNTR 30pb, MC4R -2745C/T and POMC 8246C/T). The data revealed here reinforce evidence that association studies are a powerful tool to identify genetic variants for susceptibility to complex diseases, mainly when they are analyzed in a biological-environmental context.