Estudos de Associação Pan-GenômicaGWAS

José Francisco Diogo da Silva Junior – Mestrando CMANS/UECE

Catálogo de estudos GWAS

http://www.genome.gov/GWAStudies/

GWAS Central

http://www.gwascentral.org/

dbGaP

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

www.genome.gov/GWAStudies

Estudos GWAS publicados, 2005 – 6/2012N

úm

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To

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s

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

1350

www.genome.gov/GWAStudies

Manolio T. N Engl J Med 2010;363:166-176

Manolio T. N Engl J Med 2010;363:166-176

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

Desequilíbrio de ligação

Desequilíbrio de ligação

Figura: http://www.molvis.org/molvis/v14/a205/images/mv-v14-1727-f2.jpg

Estudos de Associação pan-genômica (GWAS)

Manolio T. N Engl J Med 2010;363:166-176

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

Obrigado!