VARIANTES DOS GENES OCA2 E HERC2 ASSOCIADAS COM A COR DOS OLHOS E ESTRUTURAS SECUNDÁRIAS PRESENTES NA ÍRIS EM AMOSTRA DA POPULAÇÃO

BRASILEIRA

Guilherme Debortoli1_{, Esteban J. Parra}2_{, Letícia Marcorin}1_{, Alison Luis Eburneo}

Pereira1_{, Nádia Carolina de Aguiar Fracasso}1_{, Maria Luiza Guimarães de Oliveira}1_{, Juliana}

Doblas Massaro3_{,Eduardo Antônio Donadi}3_{, Aguinaldo Luíz Simões}1_{, Erick da Cruz Castelli}4_,

Celso Teixeira Mendes-Junior5_.

1 _{Departamento de Genética, Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto, Universidade de São}

Paulo, 14049-900, Ribeirão Preto - SP, Brasil.

2 _{Department of Anthropology, University of Toronto Mississauga, Mississauga, Ontario}

L5L1C6, Canada

3 _{Departamento de Clínica Médica, Divisão de Imunologia Clínica, Faculdade de Medicina de}

Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, 14049-900, Ribeirão Preto - SP, Brasil.

4 _{Departamento de Patologia, Faculdade de Medicina, Universidade Estadual Paulista,}

18618-687, Botucatu - SP, Brasil.

5 _{Departamento de Química, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto,}

Universidade de São Paulo, 14040-901, Ribeirão Preto - SP, Brasil.

* Corresponding author. Tel.: +55-16-3315-0417.

E-mail address: ctmendes@ffclrp.usp.br (C. T. Mendes-Junior)

Conflitos de interesse:

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RESUMO

A pigmentação humana é um traço fenotípico complexo, com mais de 170 genes associados a via de biossíntese da melanogênese. Dentre estes, os genes OCA2 e HERC2 são considerados os principais genes associados à variação normal da pigmentação dos olhos em humanos. Foi realizado no presente trabalho o sequenciamento de nova geração das regiões regulatórias e codificadoras destes dois genes, associando polimorfismos genéticos com a cor dos olhos através de medidas qualitativas e quantitativas por meio de fotografias, e também quanto a presença de estruturas secundárias na íris em 340 indivíduos de uma população miscigenada do estado de São Paulo-SP, Brasil. Onze polimorfismos foram associados a um ou mais fenótipos de cor dos olhos quando avaliados em variáveis categóricas, quantitativas e estruturas secundárias presentes na íris. O polimorfismo rs12913832 do gene HERC2 foi o que mais mostrou-se associado em diferentes fenótipos, tendo o seu alelo “G” associado a olhos azuis/verdes. Adicionalmente, este polimorfismo foi pela primeira vez, até onde sabemos, associado com estruturas secundárias presente na íris, como nódulos de Wolfflin, sulcos de contração e pontos de pigmentação na íris (p = 1,0x10-4_{, p = 5,0x10}-4_{, e p = 0,0013, respectivamente). Outros polimorfismos também foram}

associados a cor dos olhos. O polimorfismo rs58358300 do gene HERC2 foi associado a pigmentação da esclera (p = 1,0x10-4_{), até então ainda não reportado. Neste trabalho,}

evidenciamos a associação de polimorfismos ainda não reportados na literatura com algumas características de pigmentação, o que reforça a necessidade de estudos em populações altamente miscigenadas como a brasileira, a qual apresenta condições propícias para a identificação de novos sítios de variação que possam ter um efeito funcional em genes de pigmentação.

Palavras-chave: HERC2; OCA2; pigmentação; cor dos olhos; população brasileira; polimorfismos.

INTRODUÇÃO

A pigmentação dos olhos está entre os exemplos mais visíveis da variação fenotípica humana 1_{. A pigmentação humana é atribuída ao número, tipo e distribuição celular dos}

melanossomos, que são compartimentos subcelulares produzidos pelos melanócitos, e que sintetizam e armazenam a melanina (biopolímero que atua na absorção de luz).

O principal fator que explica a diversidade de pigmentação dos olhos é o tipo e a quantidade de melanina presente na íris. Estudos indicam que olhos claros possuem uma menor concentração de melanina quando comparados a olhos com colorações mais escuras 2,3_.

Apesar da melanina contribuir majoritariamente na explicação da pigmentação da íris, outros fatores que podem contribuir na diversidade de cores de olhos são a distribuição dos melanossomos na íris e a presença ou ausência de estruturas secundárias na íris, que podem ser definidas como diferentes texturas presentes na superfície da mesma. Estas

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estruturas, assim como a cor da íris, possuem uma diversidade quanto a sua distribuição e quantidade.

De acordo com Larson e Pedersen (2004), a cor dos olhos é uma característica fenotípica com cerca de 98% de herdabilidade, o que significa que a maior parte da diversidade fenotípica existente pode ser explicada por variações genéticas.

Diferentes grupos de pesquisa apontam que a grande maioria da diversidade de pigmentação dos olhos é atribuída a um único locus localizado no íntron 86 do gene HERC2

4–6_{. Este polimorfismo conhecido como rs12913832A>G é tido como o principal marcador}

capaz de explicar majoritariamente a variação de cor existente entre olhos azuis e castanhos. O alelo “A” possui uma frequência elevada em populações com ancestralidade diferentes da europeia, enquanto que o alelo “G” é frequentemente encontrado em populações europeias. Tradicionalmente, acredita-se que este polimorfismo atue sob um modelo de herança dominante/recessiva, de forma que, indivíduos homozigotos para o alelo “A” e heterozigotos “AG” apresentam olhos castanhos, enquanto que indivíduos homozigotos para o alelo “G” apresentam olhos azuis.

Entre as estruturas presentes na superfície da íris, cinco podem ser citadas: (1) as criptas de Fuchs, (2) os nódulos de Wolfflin, (3) pontos de pigmentação na íris, (4) sulcos de contração e (5) melanose conjuntival (também conhecida como pigmentação na esclera). Criptas de Fuchs são lacunas em forma de diamante que surgem durante o desenvolvimento do olho por reabsorção da membrana pupilar 7_{. Nódulos de Wolfflin}

consistem em pequenos agrupamentos de colágeno atrofiados que se acumulam na parte mais externa da zona ciliar. Sulcos de contração representam anéis descontínuos que se estendem ao redor da parte mais externa da zona ciliar, e pontos de pigmentação na íris e pigmentação na esclera são pequenas regiões de hiper-pigmentação devido ao acúmulo de melanina. Até o momento, três grupos de pesquisa têm voltado seus esforços para identificar variantes genéticas que possam estar ligadas ao aparecimento destas estruturas

8–10_{, sendo que muitas das variantes associadas aparentemente são diferentes daquelas}

associadas a pigmentação dos olhos 9_{. Alguns polimorfismos associados a estruturas}

secundárias podem ser citados, como o SEMA3A (do inglês, Semaphorin 3A) e seu polimorfismo rs10235789 fortemente associado a criptas de Fuchs, o qual explica 1,5% da variabilidade observada nesta característica; TRAF3IP1 (do inglês, TRAF3 Interacting Protein 1) e o polimorfismo rs3739070, cuja associação com sulcos de contração representa 1,7% da variabilidade para esta característica 8,9_{; HERC1 (do inglês, HECT And RLD Domain}

Containing E3 Ubiquitin Protein Ligase Family Member 1) rs11630290, associado com pontos de pigmentação na íris 9_{; DSCR9 (do inglês, Down Syndrome Critical Region 9) rs7277820, o}

qual supostamente pode modular a cor dos olhos controlando a presença e a quantidade de nódulos de Wolfflin na íris 9_.

Ademais, é importante ressaltar que estudos envolvendo tanto a variação normal da cor dos olhos como a caracterização genética de polimorfismos associados ao aparecimento de estruturas secundárias presentes na íris não foram extensivamente estudas em populações altamente miscigenadas, principalmente aquelas pertencentes ao continente sul-americano.

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