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Estudos de Associação pan-genômica (GWAS)
▪ Busca por associações a partir de variantes
▪ Geração de dados em larga escala (high-throughput)
▪ Geração de dados em larguíssima escala (next gen sequencing)
▪ Ferramentas analíticas de data mining
▪ Descoberta de novas relações biológicas
BILLINGS et al., 2010
Estudos de Associação pan-genômica (GWAS)
▪ Os estudos de associação pan-genômica, ou Genome-wide
Association Studies (GWAS), examina as variações genéticas em
diferentes indivíduos para encontrar quais dessas variantes estão
associadas à fenótipo em particular.
▪ A variante mais comum utilizada pelo GWAS é o polimorfismo de
nucleotídeo único (SNP).
▪ Identifica regiões dos genes que podem predizer informações de
desequilíbrio de ligação comparado com o projeto HapMap.
National Human Genome Research Institute (2011)
Estudos de Associação pan-genômica (GWAS)
▪ Geralmente analisa de 100.000-1.000.000 de SNPs no genoma.
▪ Cobre aproximadamente 80% do genoma.
▪ Aproximadamente 1.200 GWAS foram feitos sobre mais de 200
doenças e traços e foram encontrados mais de 4.000 associações
de SNPs.
https://www.genome.gov/
Abordagem GWAS para doenças complexas
▪ Identificação de todos os 10 milhões de SNPs comuns.
▪ Coleta de 1.000 casos e 1.000 controles.
▪ Genotipagem de todo o DNA para todos os SNPs.
▪ 20 bilhões de genótipos.
▪ Em 2002, essa abordagem custava US$ 0,50 por genótipo.
▪ Isso daria US$ 10 bilhões para cada doença – impraticável.
COLLINS, et al. JAMA. 2008;299(11):1351-1352
Abordagem GWAS para doenças complexas
▪ Identificação de um conjunto de 300.000 tag SNPs.
▪ Coleta de 1.000 casos e 1.000 controles.
▪ Genotipagem de todo o DNA para todos os SNPs.
▪ 600 milhões de genótipos.
▪ Em 2008, o custo da genotipagem caiu para US$ 0,0010,
totalizando US$ 600.000 para cada doença.
COLLINS, et al. JAMA. 2008;299(11):1351-1352
Custo do sequenciamento de DNA
▪ Sequenciamento de nova geração: US$ 1.000 e 1-2 semanas
0,01
0,10
1,00
10,00
100,00
1.000,00
10.000,00
0,001
2003 2005 2011
Custo por genoma (US$ milhões)
100.000,00
Projeto Genoma Humano
13 anosUS$ 3.000.000.000,00
Next Generation Sequencing
Tempo de sequenciamento
meses
semanas
anos
Estudos GWAS publicados, 2005 – 6/2012N
úm
ero
To
tal d
e P
ub
licaç
õe
s
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012
1350
www.genome.gov/GWAStudies
Estudos de Associação pan-genômica (GWAS)
Escanear o genoma
- 500.000 SNPs
Identificar as regiões
de interesse, examinar
os genes, a densidade
dos SNPs, regiões
regulatórias, etc.
Replicar os achados
* *
***
Estudos de Associação pan-genômica (GWAS)
Hirschhorn & Daly, Nat Rev Genet (2005)
Locus diretamente genotipado
Gene Candidato ou GWAS
Associação direta Associação indireta (guilt by association)
Marcador relacionado com o locus da doença
Desequilíbrio de Ligação e Associação alélica
▪ Marcadores próximos nos cromossomos são normalmente transmitidos em conjunto, produzindo uma correlação entre os alelos. Esse fenômeno é chamado de Desequilíbrio de Ligação
▪ Isto é importante para a associação alélica porque significa que não é necessário acessar a variante etiológica exata, mas procurar por associação em um tag-SNP com uma variante próxima.
Marcador1 2 3 n
LD
D
Análise genética de SNPs relacionados com DCV
DCV – doença cardiovascular
Fator de risco para DCV Gene SNPs Genótipo
Lipídios APOAI -75G→A GA
Lipídios APOC3 3175C→G GG
Lipídios APOE ε2, ε3, ε4 2, 3
Lipídios CETP 279G→A GG
Pressão arterial ACE Ins/Del ID
Pressão arterial AGT -6C→A AA
Inflamação IL1B -511C→T TT
Inflamação IL6 -174G→C GC
Metilação (folato) MTHFR 677C→T TT
Metilação (B12) TCN2 776C→T CT
Food and nutrition in 21st century, Warsaw, 8-9.09.2011