A herdabilidade estimada do Transtorno do Pânico (TP) é de 28 a 43%, embora ainda permaneça como questão de pesquisa quais os genes envolvidos na sua etiologia. A busca dos genes candidatos para os estudos de associação geralmente é baseada em moléculas envolvidas no tratamento farmacológico, nos agentes que induzem ataques de pânico ou nos estudos de neuroimagem. Genes relacionados ao sistema serotoninérgico, noradrenérgico, eixo hipotálamohipófise- adrenal, entre outros, já foram investigados no TP. Os resultados são ainda pouco conclusivos. Para ampliar o conhecimento nessa área, foram realizados quatro estudos nessa tese. O polimorfismo no promotor do gene transportador da serotonina (5- HTTLPR) foi estudado por alguns autores no TP. Realizamos então o estudo 1, que é composto pela revisão sistemática e meta-análise dos estudos de casocontrole que avaliaram esse gene no TP. Foram revisados artigos publicados entre janeiro de 1996 e abril de 2007 nas bases PubMed, PsychInfo, Lilacs e ISI. Identificou-se 19 artigos potenciais, e foram incluídos na análise 10 estudos. Não houve associação do gene 5-HTTLPR e o TP (OR=0,91, CI95% 0,80 to 1,03, p=0,14). Três subanálises divididas de acordo com a etnia, qualidade do grupo controle e comorbidade com Agorafobia também não encontraram qualquer associação. Entretanto essa análise não possui poder para identificar associações de menor magnitude, e mais estudos são necessários. O estudo 2 foi realizado para avaliar a associação entre polimorfismos nos genes 5-HTTLPR e receptores da serotonina 1A (HTR1A) e 2A (HTR2A) e o TP, bem como a interação com dois fatores ambientais previamente associados ao transtorno: trauma e parentagem na infância. Foram incluídos 107 pacientes e 125 controles. O gene HTR1A foi associado ao TP na análise de grupo corrigido para o experimento (p2=0,027). Três SNPs desse gene foram associados ao TP. Na análise de haplótipo pode-se identificar um haplótipo associado ao TP (p=0,008), e outro protetor para o TP (p=0,004). Na análise de interação, identificou-se que polimorfismos no gene HTR2A (rs6311 e rs6313), influenciado por ótima parentagem paterna, conferia proteção ao TP. Essa interação permaneceu significativa após a correção de Bonferroni. Não houve associação do TP com o 5-HTTLPR mesmo considerando a interação com trauma na infância. Esse estudo replica achados prévios de associação do TP com o HTR1A e também reforça a evidência de interação gene-ambiente do HTR2A com parentagem, que possivelmente influencia a capacidade dos sujeitos de usarem as experiências familiares como suporte.O estudo 3 avaliou o TP com o EF-hand domain containing 2 (EFHC2), um gene previamente associado à percepção do medo. Nesse estudo foram incluídos 127 pacientes e 132 controles. Um dos 8 marcadores do EFHC2 (rs1562875) foi associado ao TP, e também a dois outros fenótipos intermediários associados à ansiedade: comportamento inibido e temperamento evitação de dano. Se forreplicado, esse achado pode colaborar para a elucidação do mecanismo neurobiológico do medo. O estudo 4 avaliou polimorfismos em 7 genes previamente envolvidos na ansiedade (BDNF, CREB1, RGS2, CRHR1, 5-HTTLPR, HTR2A, HTR1A) com a resposta à terapia cognitivo-comportamental (TCC) no TP. Foram incluídos 74 pacientes com TP resistentes a quatro meses de tratamento prévio com antidepressivos que fizeram TCC em grupo. Na análise de grupo, houve associação do CREB1 com melhora em 1 ano de seguimento (p= 0,016). Dois dos 5 marcadores do CREB1 estiveram associados a esse desfecho (rs7594560, p=0,003 e rs2253206, p=0,021), mas não permaneceram associados após a correção por permutação. Na análise de haplótipos, um dos dez haplótipos esteve associado à melhor resposta nesse mesmo período. Apesar do limitado tamanho amostral esse estudo promoveu evidências preliminares da associação do CREB1 na resposta à TCC. Por fim, essa tese versa sobre alguns aspectos relacionados ao TP, abrangendo revisão sistemática da literatura, estudos de associação, de interação gene-ambiente e de resposta à TCC. Esses artigos estão de acordo com propostas atuais de estudos em genética, incluindo a pesquisa de vários genes e a análise de múltiplos marcadores que buscam aumentar o conhecimento dos fatores genéticos associados ao TP. / The estimated herdability of PD is between 28 to 43%, however which genes are involved in PD etiology still remains to be answered.. The search for candidate genes are usually based on molecules associated to pharmacological treatment, panic-inducing substance or neuroimage studies. Genes related to serotoninergic, noradrenergic, hypothalamic-pituitary-adrenal axis and others have been previously studied with inconclusive results. In order to improve this knowledge, four studies were performed in this thesis. The polymorphism in the promoter of serotonin transporter gene (5- HTTLPR) has been studied in PD. The study 1 was designed in order to perform a systematic review and meta-analysis of case-controls studies. Papers published between January 1996 and April 2007 were eligible for this study. The electronic databases searched included PubMed, PsychInfo, Lilacs and ISI. Nineteen potential articles were identified, and 10 studies were included in this metaanalysis. No statistically significant association between 5-HTTLPR and PD was found, OR=0.91 (CI95% 0.80 to 1.03, p=0.14). Three sub-analyses divided according to ethnicity, control group and comorbidity with agoraphobia also did not find any association. However, more studies are needed in order to evaluate a possible minor effect. The study 2 was designed to evaluate the association between HTR1A, HTR2A and 5-HTTLPR in PD patients and controls. Besides this, we ought to evaluate the interaction between these genes and two environmental factors previously associated with PD: childhood trauma and parental bonding. In this case-control candidate gene study, 107 PD patients and 125 controls were included. HTR1A was experiment-wide associated with PD in set-based test (p2=0.027). Three SNPs of this gene were nominally significantly associated with PD. Additionally, one haplotype was significantly associated with PD (p=0.008), and one haplotype was significantly protective for PD (p=0.004). In the interaction analysis with optimal father parenting, both interaction terms of SNPs of HTR2A (rs6311 and rs6313) were nominally associated with PD and remained significant after Bonferroni’s correction. No association was found with 5-HTTLPR even considering interaction with childhood trauma. This study replicates previous findings regarding the association between PD and HTR1A. We also reinforce evidence of gene-environment interaction in HTR2A gene with parenting, maybe influencing the capacity of subjects to use familiar experiences as environmental support. In the study 3 we evaluated the association between PD and EF-hand domain containing 2 (EFHC2), a gene previously related to fear recognition. In this study we included 127 patients and 132 controls. One of 8 EFHC2 markers (rs1562875) was associated with PD and also with two intermediate phenotypes related to anxiety: behavioral inhibition and harm avoidance. If replicated, this finding may contribute to elucidate the neurobiological path of fear.In the study 4 we evaluated 7 genes previously related to anxiety (BDNF, CREB1, RGS2, CRHR1, 5-HTTLPR, HTR2A, HTR1A) with cognitive-behavioral therapy (CBT) response. We included 74 patients resistant to 4 months of antidepressant treatment that received add-on treatment with group CBT. In the set-based test, CREB1 achieved gene-wide significant association with improvement at 1-year follow-up (empirical p-value = 0.016). Out of the 5 CREB1 single markers SNPs, two showed nominally significant associations (rs7594560, p-value 0.003 and rs2253206, p-value 0.021), that did not remain significant after 10,000 permutations. In the haplotype analysis, we identified one haplotype significantly associated with 1-year response (p=0.0002). Although limited by small sample size, these results provide preliminary evidence that variations in CREB1 may be related to long-term CBT response among pharmacological-resistant patients with PD. Finally, this thesis shows some aspects related to genetics in PD, including a systematic search, association, gene-environment and CBT response studies. Papers included are in accordance with what has been proposed for new studies in genetic, including the analysis of different genes and markers in order to contribute to the knowledge of genetic factors of PD.

A herdabilidade estimada do Transtorno do Pânico (TP) é de 28 a 43%, embora ainda permaneça como questão de pesquisa quais os genes envolvidos na sua etiologia. A busca dos genes candidatos para os estudos de associação geralmente é baseada em moléculas envolvidas no tratamento farmacológico, nos agentes que induzem ataques de pânico ou nos estudos de neuroimagem. Genes relacionados ao sistema serotoninérgico, noradrenérgico, eixo hipotálamohipófise- adrenal, entre outros, já foram investigados no TP. Os resultados são ainda pouco conclusivos. Para ampliar o conhecimento nessa área, foram realizados quatro estudos nessa tese. O polimorfismo no promotor do gene transportador da serotonina (5- HTTLPR) foi estudado por alguns autores no TP. Realizamos então o estudo 1, que é composto pela revisão sistemática e meta-análise dos estudos de casocontrole que avaliaram esse gene no TP. Foram revisados artigos publicados entre janeiro de 1996 e abril de 2007 nas bases PubMed, PsychInfo, Lilacs e ISI. Identificou-se 19 artigos potenciais, e foram incluídos na análise 10 estudos. Não houve associação do gene 5-HTTLPR e o TP (OR=0,91, CI95% 0,80 to 1,03, p=0,14). Três subanálises divididas de acordo com a etnia, qualidade do grupo controle e comorbidade com Agorafobia também não encontraram qualquer associação. Entretanto essa análise não possui poder para identificar associações de menor magnitude, e mais estudos são necessários. O estudo 2 foi realizado para avaliar a associação entre polimorfismos nos genes 5-HTTLPR e receptores da serotonina 1A (HTR1A) e 2A (HTR2A) e o TP, bem como a interação com dois fatores ambientais previamente associados ao transtorno: trauma e parentagem na infância. Foram incluídos 107 pacientes e 125 controles. O gene HTR1A foi associado ao TP na análise de grupo corrigido para o experimento (p2=0,027). Três SNPs desse gene foram associados ao TP. Na análise de haplótipo pode-se identificar um haplótipo associado ao TP (p=0,008), e outro protetor para o TP (p=0,004). Na análise de interação, identificou-se que polimorfismos no gene HTR2A (rs6311 e rs6313), influenciado por ótima parentagem paterna, conferia proteção ao TP. Essa interação permaneceu significativa após a correção de Bonferroni. Não houve associação do TP com o 5-HTTLPR mesmo considerando a interação com trauma na infância. Esse estudo replica achados prévios de associação do TP com o HTR1A e também reforça a evidência de interação gene-ambiente do HTR2A com parentagem, que possivelmente influencia a capacidade dos sujeitos de usarem as experiências familiares como suporte.O estudo 3 avaliou o TP com o EF-hand domain containing 2 (EFHC2), um gene previamente associado à percepção do medo. Nesse estudo foram incluídos 127 pacientes e 132 controles. Um dos 8 marcadores do EFHC2 (rs1562875) foi associado ao TP, e também a dois outros fenótipos intermediários associados à ansiedade: comportamento inibido e temperamento evitação de dano. Se forreplicado, esse achado pode colaborar para a elucidação do mecanismo neurobiológico do medo. O estudo 4 avaliou polimorfismos em 7 genes previamente envolvidos na ansiedade (BDNF, CREB1, RGS2, CRHR1, 5-HTTLPR, HTR2A, HTR1A) com a resposta à terapia cognitivo-comportamental (TCC) no TP. Foram incluídos 74 pacientes com TP resistentes a quatro meses de tratamento prévio com antidepressivos que fizeram TCC em grupo. Na análise de grupo, houve associação do CREB1 com melhora em 1 ano de seguimento (p= 0,016). Dois dos 5 marcadores do CREB1 estiveram associados a esse desfecho (rs7594560, p=0,003 e rs2253206, p=0,021), mas não permaneceram associados após a correção por permutação. Na análise de haplótipos, um dos dez haplótipos esteve associado à melhor resposta nesse mesmo período. Apesar do limitado tamanho amostral esse estudo promoveu evidências preliminares da associação do CREB1 na resposta à TCC. Por fim, essa tese versa sobre alguns aspectos relacionados ao TP, abrangendo revisão sistemática da literatura, estudos de associação, de interação gene-ambiente e de resposta à TCC. Esses artigos estão de acordo com propostas atuais de estudos em genética, incluindo a pesquisa de vários genes e a análise de múltiplos marcadores que buscam aumentar o conhecimento dos fatores genéticos associados ao TP. / The estimated herdability of PD is between 28 to 43%, however which genes are involved in PD etiology still remains to be answered.. The search for candidate genes are usually based on molecules associated to pharmacological treatment, panic-inducing substance or neuroimage studies. Genes related to serotoninergic, noradrenergic, hypothalamic-pituitary-adrenal axis and others have been previously studied with inconclusive results. In order to improve this knowledge, four studies were performed in this thesis. The polymorphism in the promoter of serotonin transporter gene (5- HTTLPR) has been studied in PD. The study 1 was designed in order to perform a systematic review and meta-analysis of case-controls studies. Papers published between January 1996 and April 2007 were eligible for this study. The electronic databases searched included PubMed, PsychInfo, Lilacs and ISI. Nineteen potential articles were identified, and 10 studies were included in this metaanalysis. No statistically significant association between 5-HTTLPR and PD was found, OR=0.91 (CI95% 0.80 to 1.03, p=0.14). Three sub-analyses divided according to ethnicity, control group and comorbidity with agoraphobia also did not find any association. However, more studies are needed in order to evaluate a possible minor effect. The study 2 was designed to evaluate the association between HTR1A, HTR2A and 5-HTTLPR in PD patients and controls. Besides this, we ought to evaluate the interaction between these genes and two environmental factors previously associated with PD: childhood trauma and parental bonding. In this case-control candidate gene study, 107 PD patients and 125 controls were included. HTR1A was experiment-wide associated with PD in set-based test (p2=0.027). Three SNPs of this gene were nominally significantly associated with PD. Additionally, one haplotype was significantly associated with PD (p=0.008), and one haplotype was significantly protective for PD (p=0.004). In the interaction analysis with optimal father parenting, both interaction terms of SNPs of HTR2A (rs6311 and rs6313) were nominally associated with PD and remained significant after Bonferroni’s correction. No association was found with 5-HTTLPR even considering interaction with childhood trauma. This study replicates previous findings regarding the association between PD and HTR1A. We also reinforce evidence of gene-environment interaction in HTR2A gene with parenting, maybe influencing the capacity of subjects to use familiar experiences as environmental support. In the study 3 we evaluated the association between PD and EF-hand domain containing 2 (EFHC2), a gene previously related to fear recognition. In this study we included 127 patients and 132 controls. One of 8 EFHC2 markers (rs1562875) was associated with PD and also with two intermediate phenotypes related to anxiety: behavioral inhibition and harm avoidance. If replicated, this finding may contribute to elucidate the neurobiological path of fear.In the study 4 we evaluated 7 genes previously related to anxiety (BDNF, CREB1, RGS2, CRHR1, 5-HTTLPR, HTR2A, HTR1A) with cognitive-behavioral therapy (CBT) response. We included 74 patients resistant to 4 months of antidepressant treatment that received add-on treatment with group CBT. In the set-based test, CREB1 achieved gene-wide significant association with improvement at 1-year follow-up (empirical p-value = 0.016). Out of the 5 CREB1 single markers SNPs, two showed nominally significant associations (rs7594560, p-value 0.003 and rs2253206, p-value 0.021), that did not remain significant after 10,000 permutations. In the haplotype analysis, we identified one haplotype significantly associated with 1-year response (p=0.0002). Although limited by small sample size, these results provide preliminary evidence that variations in CREB1 may be related to long-term CBT response among pharmacological-resistant patients with PD. Finally, this thesis shows some aspects related to genetics in PD, including a systematic search, association, gene-environment and CBT response studies. Papers included are in accordance with what has been proposed for new studies in genetic, including the analysis of different genes and markers in order to contribute to the knowledge of genetic factors of PD.

Luis Alberto Magna / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-20T23:08:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hofstatter_EduardoAlexandre_D.pdf: 2991209 bytes, checksum: c786052a34e47ecac4931f99fea9dec8 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A fenitoína e a carbamazepina são fármacos anticonvulsivantes de faixa terapêutica estreita, sendo indicada sua monitorização terapêutica. Neste trabalho descrevemos uma técnica de cromatografia líquida de alta resolução para medir os níveis plasmáticos dos anticonvulsivantes fenitoína, carbamazepina e fenobarbital nos pacientes do Ambulatório de Epilepsia do HC da UNICAMP, supervisionado pela Disciplina de Neurologia da FCM. Dosamos 925 amostras, com as quais obtivemos uma visão geral dos níveis plasmáticos de cada anticonvulsivante e detivemo-nos, com mais profundidade, na análise da distribuição dos pacientes segundo os níveis da fenitoína e da carbamazepina. As amostras dos usuários de fenitoína totalizaram 216 e apresentaram um alto percentual de níveis plasmáticos deslocados da faixa terapêutica (44,48% abaixo e 27,12% acima da FI) , indicando maior dificuldade de ajuste de doses. Além disso, 7 pacientes sob monoterapia apresentaram níveis plasmáticos muito acima da faixa terapêutica, sugerindo uma distribuição bimodal cuja explicação pode estar numa menor atividade enzimática devida à herança genética. Esses pacientes merecem uma investigação mais aprofundada. As amostras de carbamazepina totalizaram 421 e comparativamente à fenitoína, apresentaram um percentual menor de níveis plasmáticos deslocados da faixa terapêutica (9,74% abaixo e 22,09% acima da FI) . Mesmo no caso da carbamazepina, cujo percentual de amostras com nível dentro da faixa terapêutica é maior, o trabalho tomou clara a importância de um controle sistemático dos níveis plasmáticos para detecção da aderência ao tratamento e das variações metabólicas em nossa população, dentre cujas causas as diferenças genéticas- foram objeto especial de nossa atenção. Além das amostras de fenitoína e carbamazepina, foram dosadas ainda 96 de pacientes usuários de fenobarbital e 192 de pacientes sob regime de politerapia, cujos resultados foram descritos no capítulo 6 (apêndice). O método cromatográfico utilizado para as dosagens viabilizou a implantação de um serviço de rotina de controle dos níveis plasmáticos de anticonvulsivantes para o Departamento de Neurologia. Assim, cumprimos os objetivos propostos, e fornecemos subsídios para outros trabalhos que venham a ser desenvolvidos / Abstract: This thesis describes the use of a high perfonnance liquid chromatography (HPLC) procedure to measure the plasma levels of the anticonvulsivants phenytoin, carbamazepine and phenobarbital in patients attended at the Epilepsy Ambulatory ofthe Department ofNeurology at the university hospital ofthe State University of Campinas (UNICAMP). A total of 925 plasma samples were assayed for their anticonvulsivant levels with particular attention being paid to the concentrations of phenytoin and carbamazepine. Ofthe 216 samples in wich phenytoin was detected, the plasma levels were below and above the therapeutic range in 44.5 and 27.1 %, respectively. This wide distribution outside of the recommended limits suggests a difficu1ty in regulating the circulating levels ofthis drug. In seven patients ofthe latter group, the concentrations were marlced1y greater than the acceptable upper limito Such variation is suggestive of a bimodal distribution and may reflect a genetica1ly-detennined lower activity ofthe enzyme (s) involved in the metabolism of phenytoin, although the precise cause (s) of the high concentrations in these patients would merit further detailed investigation. Carbamazepine was detected in 421 plasma samples, a lower percentage of wich feU outside the recommended therapeutic range (9.7% below and 22.1% above) compared to phenytoin. Although the proportion of individuais with carbamazepine concentrations within the therapeutic range was greater than for phenytoin, rigorous monitoring of the plasma levels was still necessary in order to ascertain the levels of patient compliance and genetic variation in this drug's metabolism within the population. In addition to the above drugs, the levels ofthe phenobarbital were also determined in 96 patients usin this anticonvulsivant and in 192 individuais undergoing multi-drug therapy. The results for these two groups are provided in chapter 6 (Appendix). The chromatographic method employed in this study proved to be useful for the routine monitoring of plasma anticonvulsivant levels in patients attended by the Departrnent ofNeurology. This procedure and the findings of this study should provide a starting point for further investigations into anticonvulsivant therapy / Doutorado / Genetica e Biologia Molecular / Doutor em Genetica Animal e Evolução

O Transtorno de Déficit de Atenção/Hiperatividade (TDAH) está entre as doenças psiquiátricas mais comuns na infância e adolescência, determinando prejuízo significativo na qualidade de vida dos pacientes. Os estudos moleculares nos últimos anos não foram suficientes para entender a base genética do transtorno nem esclarecer quais os genes envolvidos, devido ao pequeno efeito de cada um e da interação entre genes e destes com fatores ambientais. Estudos recentes sugerem que os sintomas de hiperatividade/impulsividade do TDAH podem ser devido à falha da inibição comportamental resultante de uma modulação inapropriada das sinalizações GABA e glutamato. É possível que os déficits de transmissão de catecolaminas presentes no TDAH sejam um efeito secundário do desbalanço excitatório/inibitório. Os estudos de variantes genéticas envolvidas na variabilidade de resposta ao tratamento com o metilfenidato, o fármaco mais utilizado para tratar o TDAH, poderiam fornecer dados que potencialmente poderiam auxiliar no aprimoramento do tratamento. Portanto o presente trabalho teve como objetivo geral investigar o papel de variantes nos genes LPHN3, GAD1, GABRA1, GABRB2 e GAT1 na suscetibilidade e na farmacogenética do TDAH. Ao longo da Tese, os resultados foram organizados em quatro artigos. No primeiro, o estudo de associação entre a LPHN3 e o TDAH avaliou 523 crianças e adolescentes com TDAH e 132 controles, o estudo farmacogenético avaliou 172 crianças através da escala de sintomas SNAP-IV no momento da prescrição, no primeiro e terceiro mês de tratamento. Os resultados sugerem o haplótipo CGC derivado dos SNPs rs6813183, rs1355368 e rs734644 como sendo de risco para o TDAH (P = 0,02; OR = 1,46; IC95%: 1.07 – 1,97). A interação desse haplótipo com o SNP rs965560, localizado no cromossomo 11q, aumenta levemente o risco ao nível nominal (P = 0,03; OR = 1,55; IC95%: 1,02 - 2,36). Pacientes homozigotos para o haplótipo CGC mostraram uma resposta mais rápida ao tratamento, com interação significante entre o haplótipo e o tratamento ao longo do tempo (P < 0,001). Homozigotos para o haplótipo GT derivado dos SNPs rs6551665 e rs1947275 mostraram uma interação nominalmente significante com o tratamento ao longo do tempo (P = 0,04). Nossos resultados replicaram estudos prévios, demonstrando que a LPHN3 confere suscetibilidade ao TDAH, interage com o cromossomo 11q e modula a resposta ao metilfenidato. No segundo trabalho, o estudo de associação de GAD1 e o TDAH avaliou 547 crianças com TDAH e seus pais biológicos, e os sintomas de hiperatividade/impulsividade foram avaliados pela escala SNAP-IV em 323 crianças. Uma amostra composta de 2.000 crianças que nasceram em Pelotas em 1993 e que foram avaliadas aos 10 e 15 anos para a escala de hiperatividade SDQ também foi analisada. Os resultados demonstram que o alelo C do SNP rs11542313 foi mais transmitido dos pais para crianças com TDAH (χ2= 5,02; P = 0,03); os haplótipos de GAD1 foram associados com escores de sintomas de hiperatividade/impulsividade (χ2= 8,98; P=0,01), sendo que o haplótipo CG derivado dos SNPs rs3749034 e rs11542313 confere os escores mais altos desses sintomas (IC95%: 0,02–0,43; P=0,03). Embora GAD1 não tenha sido associado com os sintomas de hiperatividade na amostra populacional, nossos resultados na amostra clínica sugerem que o GAD1 está associado à suscetibilidade do TDAH, contribuindo principalmente para os sintomas de hiperatividade/impulsividade. No terceiro trabalho, avaliamos SNPs nos genes GABRA1, GABRB2 e GAT1 através de análises caso-controle e baseadas em famílias. A amostra compreendeu 542 crianças com TDAH e seus pais biológicos e 132 controles. Não houve evidência de associação entre esses polimorfismos e a suscetibilidade ao TDAH (valores de P entre 0,108 e 0, 937). O quarto trabalho foi uma revisão sistemática entre os anos de 2010 e 2013 sobre os estudos farmacogenéticos do TDAH. Nós pudemos comprovar o aumento exponencial dos estudos marcados principalmente pela mudança de foco do sistema dopaminérgico para outros genes de neurotransmissão e de neurodesenvolvimento; e o aumento de estudos com novas abordagens. Contudo, a heterogeneidade metodológica ainda provavelmente determina as divergências encontradas na literatura. A presente Tese acrescenta dados de uma rota biológica pouco explorada que é o balanço excitatório/inibitório gerado por glutamato e GABA, e que pode estar envolvida na etiologia do TDAH. Mais estudos são necessários para reiterar a participação desses sistemas e aumentar a compreensão dos mecanismos moleculares na suscetibilidade ao TDAH. / Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) is one of the most common psychiatric disorders in children and adolescents, leading to significant impairments in the life quality of patients. At present, molecular studies still did not disclose the genetic basis of the disorder or clarified which genes are implicated in the disorder, due to the small effect of each variant and the interaction between genes and among them with environmental factors. Recent studies have suggested that ADHD hyperactive/impulsive symptoms are due to behavioral disinhibition resulting from inappropriate modulation of both glutamatergic and GABAergic signaling. It is possible that deficits in catecholaminergic transmission observed in ADHD may arise as a secondary effect of excitatory/inhibitory imbalance. Genetic variants studies involved in the variability of methylphenidate response, the most widely drug used to treat ADHD, could provide data that potentially help to improve the treatment management. The aim of the present study was to investigate the contribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) at LPHN3, GAD1, GABRA1, GABRB2 e GAT1 genes to ADHD susceptibility and pharmacogenetics. First, the association between LPHN3 and ADHD was evaluated in 523 children and adolescents with ADHD and 132 controls. In the pharmacogenetics study, 172 children with ADHD were investigated. The primary outcome measure was the parent-rated Swanson, Nolan, and Pelham Scale - version IV (SNAP-IV) applied at baseline, first and third months of treatment with methylphenidate. The results suggest that the CGC haplotype derived from SNPs rs6813183, rs1355368, rs734644 as an ADHD risk haplotype (P = 0.02; OR = 1.46; CI95%: 1.07 – 1.97). Its interaction with the 11q chromosome SNP rs965560 slightly increases risk, at nominal level (P = 0.03; OR = 1.55; CI95%: 1.02 – 2.36). Homozygous individuals for the CGC haplotype showed a faster response to MPH treatment as a significant interaction effect between CGC haplotype and treatment over time (P < 0.001). Homozygous individuals for the GT haplotype derived from SNPs rs6551665 and rs1947275 showed a nominally significant interaction with treatment over time (P = 0.04). Our findings replicate previous findings reporting that LPHN3 confers ADHD susceptibility, interacts with 11q region, and moderates MPH treatment response in children and adolescents with ADHD. In the second paper, the association study evaluated a clinical sample that consisted of 547 families with ADHD probands and hyperactive/impulsive symptoms which were evaluated based on SNAP-IV scores. Also, a population-based sample comprised of 2,000 individuals from the Pelotas 1993 Birth Cohort Study was evaluated for SDQ hyperactivity subscale collected at both 11 and 15 years assessments. The C allele of rs11542313 was significantly overtransmitted from parents to ADHD probands (χ2= 5.02; P = 0.03). GAD1 haplotypes were associated with higher hyperactive/impulsive scores in ADHD youths (χ2= 8.98; P=0.01). In the specific haplotype test, the GC haplotype was the one with the highest hyperactive/impulsive scores (CI 95%: 0.02–0.43; P=0.03). Even though GAD1 was not associated with ADHD symptoms in the general population sample, our results from the clinical sample suggest that the GAD1 gene is associated with ADHD susceptibility, contributing particularly to the hyperactive/impulsive symptoms domain. The SNPs at GABRA1, GABRB2 e GAT1 genes were investigated by family-based and case-control approaches. The sample comprised 542 youths with ADHD and their parents, and 132 youths without ADHD as controls. There was no evidence of association between these polymorphisms and ADHD susceptibility (P values ranging from 0.108 to 0.937). The last paper was a systematic review of the literature on ADHD pharmacogenetics between 2010 and 2013. We observed that the number of studies continues to grow with a focus shift on ADHD pharmacogenetics studies from dopaminergic genes to other neurotransmitters and neurodevelopmental genes. An increasing number of studies using new approaches were also observed. However, the heterogeneity in methodological strategies of the studies likely explains the inconsistent results. All these findings add data about an underexplored pathway which is the excitatory/inhibitory balance induced by glutamate and GABA, and may be involved in ADHD etiology. Further studies are needed to elucidate the potential role of these systems and increase the understanding of molecular mechanisms to ADHD susceptibility.

Resumo não disponível

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A doença de Parkinson é a segunda enfermidade neurodegenerativa mais frequente e acomete entre 1 a 2% das pessoas acima de 65 anos. Com a expectativa de envelhecimento da população, espera-se um aumento proporcional da prevalência desta doença, o que justifica uma preocupação crescente com o manejo dessa condição. A levodopa é fundamental para o manejo farmacológico desses pacientes, uma vez que é possível um controle quase ótimo dos sintomas, pelo menos nos primeiros anos de tratamento. Entretanto, em cinco anos, cerca de metade dos pacientes apresentarão complicações pelo uso crônico desta medicação, o que determinará piora da qualidade de vida e um desafio ao médico, no sentido de controlar esses fenômenos. As principais complicações crônicas são as flutuações da resposta motora, as discinesias e as alucinações. Este trabalho tem a proposta de investigar a gênese dessas alterações em sua relação com variações genéticas específicas. Foram selecionados polimorfismos em genes com plausibilidade biológica, por estarem envolvidos na farmacocinética e farmacodinâmica da levodopa. São eles: Val158Met da COMT (catecol-orto-metiltransferase), íntron 13 da MAO-B (monoamina oxidase B), VNTR (“variable number tandem repeat”) de 40pb da região 3'UTR (“untranslated region”) do DAT (transportador de dopamina) e -839C>T da região promotora 5' do DAT. A COMT e a MAO-B são as duas rotas enzimáticas de degradação da dopamina e o DAT é um transportador présináptico de dopamina. Foram selecionados pacientes com doença de Parkinson idiopática em acompanhamento no Serviço de Neurologia do HCPA com idade de início dos sintomas após os 45 anos e que estavam em uso de levodopa há pelo menos dois anos. Esses pacientes foram submetidos a um protocolo de avaliação clínica, com obtenção de informações relevantes para a determinação da presença das complicações, aplicação de escalas padronizadas e coleta de sangue (ver anexos para o protocolo e as escalas). Após, o material biológico foi submetido à extração de DNA e os polimorfismos determinados por análise de fragmentos de enzima de restrição, no Departamento de Genética da UFRGS. Entre os polimorfismos da COMT e da MAO-B não se observou diferença para a presença ou ausência de flutuação da resposta motora, discinesia e alucinação. Entretanto, pacientes com genótipo lento da COMT (MetMet) apresentaram menos complicações da terapia (desfecho aferido pela parte IV da UPDRS, “Unified Parkinson Disease Rating Scale”, que fornece um escore cuja pontuação baixa representa menos complicações da terapia). Fazendo análise dos subítens da escala, observou-se que esse efeito se deveu à menor presença de flutuação motora. Observamos ainda que os pacientes portadores do genótipo MetMet apresentaram idade de início da doença de Parkinson menor quando comparados aos portadores dos genótipos de atividade rápida (ValMet e ValVal). A diferença aproximada foi de 4 anos, com um p=0,03. Seguindo o estudo da influência genética sobre a idade de início, observou-se que homens hemizigotos para o alelo G da MAO-B apresentavam idade de início precoce em relação aos portadores do alelo A, com diferença aproximada de 5 anos e p=0,03. Tomados em conjunto os polimorfismos da COMT e da MAO-B, o efeito do genótipo lento MetMet da COMT sobre a idade de início foi potencializado naqueles com alelo A da MAO-B (homens hemizigotos A e mulheres homozigotas AA), com diferença aproximada de oito anos e p=0,001. Em relação ao gene do DAT, observou-se que a presença do alelo T do polimorfismo da região promotora está associada à maior frequencia de alucinação visual, com OR (“odds ratio”, ou razão de chances) de 5,17 e IC (intervalo de confiança) de 95% de 1,45-18,41 com p=0,01. Ademais, encontrou-se um achado a ser melhor explorado: pacientes portadores do alelo de 9 repetições do VNTR de 40pb necessitavam de maior dose para o controle dos sintomas parkinsonianos, com uma diferença aproximada de 100mg com p=0,042. Há na literatura estudos de associação desses polimorfismos com a presença da doença de Parkinson, entretanto, poucos avaliaram o efeito dessas variantes polimórficas sobre a resposta ao uso de levodopa e sobre outros fatores clínicos. Os resultados desta dissertação trazem informações importantes para o melhor entendimento da variabilidade da resposta farmacológica e sobre a fisiopatologia da doença de Parkinson.

O Transtorno de Déficit de Atenção/Hiperatividade (TDAH) está entre as doenças psiquiátricas mais comuns na infância e adolescência, determinando prejuízo significativo na qualidade de vida dos pacientes. Os estudos moleculares nos últimos anos não foram suficientes para entender a base genética do transtorno nem esclarecer quais os genes envolvidos, devido ao pequeno efeito de cada um e da interação entre genes e destes com fatores ambientais. Estudos recentes sugerem que os sintomas de hiperatividade/impulsividade do TDAH podem ser devido à falha da inibição comportamental resultante de uma modulação inapropriada das sinalizações GABA e glutamato. É possível que os déficits de transmissão de catecolaminas presentes no TDAH sejam um efeito secundário do desbalanço excitatório/inibitório. Os estudos de variantes genéticas envolvidas na variabilidade de resposta ao tratamento com o metilfenidato, o fármaco mais utilizado para tratar o TDAH, poderiam fornecer dados que potencialmente poderiam auxiliar no aprimoramento do tratamento. Portanto o presente trabalho teve como objetivo geral investigar o papel de variantes nos genes LPHN3, GAD1, GABRA1, GABRB2 e GAT1 na suscetibilidade e na farmacogenética do TDAH. Ao longo da Tese, os resultados foram organizados em quatro artigos. No primeiro, o estudo de associação entre a LPHN3 e o TDAH avaliou 523 crianças e adolescentes com TDAH e 132 controles, o estudo farmacogenético avaliou 172 crianças através da escala de sintomas SNAP-IV no momento da prescrição, no primeiro e terceiro mês de tratamento. Os resultados sugerem o haplótipo CGC derivado dos SNPs rs6813183, rs1355368 e rs734644 como sendo de risco para o TDAH (P = 0,02; OR = 1,46; IC95%: 1.07 – 1,97). A interação desse haplótipo com o SNP rs965560, localizado no cromossomo 11q, aumenta levemente o risco ao nível nominal (P = 0,03; OR = 1,55; IC95%: 1,02 - 2,36). Pacientes homozigotos para o haplótipo CGC mostraram uma resposta mais rápida ao tratamento, com interação significante entre o haplótipo e o tratamento ao longo do tempo (P < 0,001). Homozigotos para o haplótipo GT derivado dos SNPs rs6551665 e rs1947275 mostraram uma interação nominalmente significante com o tratamento ao longo do tempo (P = 0,04). Nossos resultados replicaram estudos prévios, demonstrando que a LPHN3 confere suscetibilidade ao TDAH, interage com o cromossomo 11q e modula a resposta ao metilfenidato. No segundo trabalho, o estudo de associação de GAD1 e o TDAH avaliou 547 crianças com TDAH e seus pais biológicos, e os sintomas de hiperatividade/impulsividade foram avaliados pela escala SNAP-IV em 323 crianças. Uma amostra composta de 2.000 crianças que nasceram em Pelotas em 1993 e que foram avaliadas aos 10 e 15 anos para a escala de hiperatividade SDQ também foi analisada. Os resultados demonstram que o alelo C do SNP rs11542313 foi mais transmitido dos pais para crianças com TDAH (χ2= 5,02; P = 0,03); os haplótipos de GAD1 foram associados com escores de sintomas de hiperatividade/impulsividade (χ2= 8,98; P=0,01), sendo que o haplótipo CG derivado dos SNPs rs3749034 e rs11542313 confere os escores mais altos desses sintomas (IC95%: 0,02–0,43; P=0,03). Embora GAD1 não tenha sido associado com os sintomas de hiperatividade na amostra populacional, nossos resultados na amostra clínica sugerem que o GAD1 está associado à suscetibilidade do TDAH, contribuindo principalmente para os sintomas de hiperatividade/impulsividade. No terceiro trabalho, avaliamos SNPs nos genes GABRA1, GABRB2 e GAT1 através de análises caso-controle e baseadas em famílias. A amostra compreendeu 542 crianças com TDAH e seus pais biológicos e 132 controles. Não houve evidência de associação entre esses polimorfismos e a suscetibilidade ao TDAH (valores de P entre 0,108 e 0, 937). O quarto trabalho foi uma revisão sistemática entre os anos de 2010 e 2013 sobre os estudos farmacogenéticos do TDAH. Nós pudemos comprovar o aumento exponencial dos estudos marcados principalmente pela mudança de foco do sistema dopaminérgico para outros genes de neurotransmissão e de neurodesenvolvimento; e o aumento de estudos com novas abordagens. Contudo, a heterogeneidade metodológica ainda provavelmente determina as divergências encontradas na literatura. A presente Tese acrescenta dados de uma rota biológica pouco explorada que é o balanço excitatório/inibitório gerado por glutamato e GABA, e que pode estar envolvida na etiologia do TDAH. Mais estudos são necessários para reiterar a participação desses sistemas e aumentar a compreensão dos mecanismos moleculares na suscetibilidade ao TDAH. / Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) is one of the most common psychiatric disorders in children and adolescents, leading to significant impairments in the life quality of patients. At present, molecular studies still did not disclose the genetic basis of the disorder or clarified which genes are implicated in the disorder, due to the small effect of each variant and the interaction between genes and among them with environmental factors. Recent studies have suggested that ADHD hyperactive/impulsive symptoms are due to behavioral disinhibition resulting from inappropriate modulation of both glutamatergic and GABAergic signaling. It is possible that deficits in catecholaminergic transmission observed in ADHD may arise as a secondary effect of excitatory/inhibitory imbalance. Genetic variants studies involved in the variability of methylphenidate response, the most widely drug used to treat ADHD, could provide data that potentially help to improve the treatment management. The aim of the present study was to investigate the contribution of single nucleotide polymorphisms (SNPs) at LPHN3, GAD1, GABRA1, GABRB2 e GAT1 genes to ADHD susceptibility and pharmacogenetics. First, the association between LPHN3 and ADHD was evaluated in 523 children and adolescents with ADHD and 132 controls. In the pharmacogenetics study, 172 children with ADHD were investigated. The primary outcome measure was the parent-rated Swanson, Nolan, and Pelham Scale - version IV (SNAP-IV) applied at baseline, first and third months of treatment with methylphenidate. The results suggest that the CGC haplotype derived from SNPs rs6813183, rs1355368, rs734644 as an ADHD risk haplotype (P = 0.02; OR = 1.46; CI95%: 1.07 – 1.97). Its interaction with the 11q chromosome SNP rs965560 slightly increases risk, at nominal level (P = 0.03; OR = 1.55; CI95%: 1.02 – 2.36). Homozygous individuals for the CGC haplotype showed a faster response to MPH treatment as a significant interaction effect between CGC haplotype and treatment over time (P < 0.001). Homozygous individuals for the GT haplotype derived from SNPs rs6551665 and rs1947275 showed a nominally significant interaction with treatment over time (P = 0.04). Our findings replicate previous findings reporting that LPHN3 confers ADHD susceptibility, interacts with 11q region, and moderates MPH treatment response in children and adolescents with ADHD. In the second paper, the association study evaluated a clinical sample that consisted of 547 families with ADHD probands and hyperactive/impulsive symptoms which were evaluated based on SNAP-IV scores. Also, a population-based sample comprised of 2,000 individuals from the Pelotas 1993 Birth Cohort Study was evaluated for SDQ hyperactivity subscale collected at both 11 and 15 years assessments. The C allele of rs11542313 was significantly overtransmitted from parents to ADHD probands (χ2= 5.02; P = 0.03). GAD1 haplotypes were associated with higher hyperactive/impulsive scores in ADHD youths (χ2= 8.98; P=0.01). In the specific haplotype test, the GC haplotype was the one with the highest hyperactive/impulsive scores (CI 95%: 0.02–0.43; P=0.03). Even though GAD1 was not associated with ADHD symptoms in the general population sample, our results from the clinical sample suggest that the GAD1 gene is associated with ADHD susceptibility, contributing particularly to the hyperactive/impulsive symptoms domain. The SNPs at GABRA1, GABRB2 e GAT1 genes were investigated by family-based and case-control approaches. The sample comprised 542 youths with ADHD and their parents, and 132 youths without ADHD as controls. There was no evidence of association between these polymorphisms and ADHD susceptibility (P values ranging from 0.108 to 0.937). The last paper was a systematic review of the literature on ADHD pharmacogenetics between 2010 and 2013. We observed that the number of studies continues to grow with a focus shift on ADHD pharmacogenetics studies from dopaminergic genes to other neurotransmitters and neurodevelopmental genes. An increasing number of studies using new approaches were also observed. However, the heterogeneity in methodological strategies of the studies likely explains the inconsistent results. All these findings add data about an underexplored pathway which is the excitatory/inhibitory balance induced by glutamate and GABA, and may be involved in ADHD etiology. Further studies are needed to elucidate the potential role of these systems and increase the understanding of molecular mechanisms to ADHD susceptibility.

A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais frequente na espécie humana. A etiologia da DP é multifatorial, com muitos fatores ambientais e genéticos atuando em conjunto para sua determinação. Ao nível patológico ela caracteriza-se pela destruição seletiva de neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta e pelo acúmulo de corpos de Lewy no cérebro. Em aproximadamente 90% dos casos da DP, a suscetibilidade parece ser determinada por variantes comuns no genoma que podem interagir com o ambiente. Dentre os fatores ambientais que modulam o risco para a DP estão: uso de pesticidas, exposição ocupacional a tóxicos, consumo de café e cigarro. A variabilidade na resposta à principal medicação da DP, a levodopa, parece também estar relacionada à genética do indivíduo. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo a melhor compreensão dos fatores genéticos e suas interações com o ambiente envolvidos na suscetibilidade à DP e no tratamento com levodopa. Pacientes com DP e seus controles foram recrutados no ambulatório de distúrbios do movimento e no ambulatório de medicina interna do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e da Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre, respectivamente. Os resultados obtidos foram organizados em cinco artigos. No primeiro estudo, foram considerados oito polimorfismos previamente associados à DP. Na nossa população, os indivíduos que possuíam sete ou mais alelos de risco desses polimorfismos apresentaram um odds ratio de 2,54 quando comparados a quem possuía seis alelos ou menos (95% IC 1,66-3,89; P = 1,80E−05). Esse ponto de corte foi escolhido porque o número médio de alelos de risco na amostra foi 7. No segundo artigo, portadores do genótipo TT do polimorfismo rs1021463 e dos genótipos TT ou GT do polimorfismo rs30196 do gene SV2C apresentaram um maior risco a DP quando expostos ocupacionalmente a tóxicos, quando comparado a não-expostos (respectivamente, OR 2,53; 95% IC 1,33-4,69; Pinteração = 0,008 e OR 2,30; 95% IC 1,21-4,36; Pinteração = 0,033). O terceiro artigo mostra uma associação em que fumantes com o haplótipo T- não G -T do transportador ABCB1 apresentaram menor risco a DP quando comparados a portadores do 9 haplótipo C-G-C (OR 0,34, 95% IC 0,15-0,72; Pinteração = 0,012). No quarto trabalho, foi constatada uma interação entre o gene NOS1 e a cafeína modulando o risco da DP (OR 0,24; 95% IC 0,10-0,54; Pinteração = 0,0002). O último artigo trata da farmacogenética da levodopa, em que foi proposto um modelo com variáveis genéticas, biológicas e farmacológicas que explicou 23% da variabilidade na dose (F = 11,54; P < 0,000001). Observou-se uma redução da média de dose em aproximadamente 76 mg/dia por cada alelo C nos genótipos do polimorfismo rs30196 do gene SV2C. Estes trabalhos enriqueceram o conhecimento da variabilidade da DP tanto em aspectos de suscetibilidade quanto farmacogenética. Os dados obtidos serão importantes na continuação das pesquisas para identificar biomarcadores para prevenção e tratamento da DP. / Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease in humans. PD etiology is multifactorial, due to several environmental and genetic factors. Pathologically, it is characterized by a selective destruction of dopaminergic neurons in substantia nigra pars compacta and by the accumulation of Lewy bodies in brain. In approximately 90% of PD cases, susceptibility seems to be driven by common variants in the genome that might interact with the environment. Among environmental factors that modulate PD risk, pesticides, occupational exposure to toxics, smoking and coffee consumption were identified. The variability in patients’ response to the main medication of PD, levodopa, seems also to be related to genetics. Therefore, the present work had the objective to understand the genetic factors and their interaction with the environment involved in PD susceptibility and in the treatment with levodopa. Patients and controls were recruited at the movement disorders ambulatory and at the internal medicine ambulatory at the Hospital de Clínicas de Porto Alegre and at Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre respectively. The main results obtained were organized in five manuscripts. In the first, eight polymorphisms previously associated with PD were considered. In our population, individuals with 7 or more risk alleles presented an odds ratio of 2.54 for PD when compared to those with 6 or less alleles (95% CI 1.66-3.89; P = 1.80E−05). This cut off was chosen because the average number of risk alleles in the sample was 7. In the second manuscript, SV2C rs10214163 TT genotype carriers and SV2C rs30196 TT/GT genotypes carriers showed a higher PD risk in subjects exposed to environmental toxics compared to those not exposed (respectively, OR 2.53; 95% CI 1.33-4.69; Pinteraction = 0.008 and OR 2.30; 95% CI 1.21-4.36; Pinteraction = 0.033). The third manuscript shows the association between ABCB1 T-non G-T haplotype and smoking (OR 0.34, 95% CI 0.15-0.72; Pinteraction = 0.012). In the fourth manuscript, an interaction between NOS1 gene and caffeine, modulating PD risk, was observed (OR 0.24; 95% CI 0.10-0.54; Pinteraction = 0.0002). The last manuscript reports a 11 model with genetic, biological and pharmacological variants in response to levodopa. This model explained 23% of dose variability (F = 11.54; P < 0.000001). The presence of each rs30196 C allele reduced the average dose in approximately 76 mg/day. All these work enriched the knowledge of the variability of PD in both susceptibility and pharmacogenetic areas. The data obtained will be important to identify biomarkers for disease prediction and treatment.

A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais frequente na espécie humana. A etiologia da DP é multifatorial, com muitos fatores ambientais e genéticos atuando em conjunto para sua determinação. Ao nível patológico ela caracteriza-se pela destruição seletiva de neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta e pelo acúmulo de corpos de Lewy no cérebro. Em aproximadamente 90% dos casos da DP, a suscetibilidade parece ser determinada por variantes comuns no genoma que podem interagir com o ambiente. Dentre os fatores ambientais que modulam o risco para a DP estão: uso de pesticidas, exposição ocupacional a tóxicos, consumo de café e cigarro. A variabilidade na resposta à principal medicação da DP, a levodopa, parece também estar relacionada à genética do indivíduo. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo a melhor compreensão dos fatores genéticos e suas interações com o ambiente envolvidos na suscetibilidade à DP e no tratamento com levodopa. Pacientes com DP e seus controles foram recrutados no ambulatório de distúrbios do movimento e no ambulatório de medicina interna do Hospital de Clínicas de Porto Alegre e da Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre, respectivamente. Os resultados obtidos foram organizados em cinco artigos. No primeiro estudo, foram considerados oito polimorfismos previamente associados à DP. Na nossa população, os indivíduos que possuíam sete ou mais alelos de risco desses polimorfismos apresentaram um odds ratio de 2,54 quando comparados a quem possuía seis alelos ou menos (95% IC 1,66-3,89; P = 1,80E−05). Esse ponto de corte foi escolhido porque o número médio de alelos de risco na amostra foi 7. No segundo artigo, portadores do genótipo TT do polimorfismo rs1021463 e dos genótipos TT ou GT do polimorfismo rs30196 do gene SV2C apresentaram um maior risco a DP quando expostos ocupacionalmente a tóxicos, quando comparado a não-expostos (respectivamente, OR 2,53; 95% IC 1,33-4,69; Pinteração = 0,008 e OR 2,30; 95% IC 1,21-4,36; Pinteração = 0,033). O terceiro artigo mostra uma associação em que fumantes com o haplótipo T- não G -T do transportador ABCB1 apresentaram menor risco a DP quando comparados a portadores do 9 haplótipo C-G-C (OR 0,34, 95% IC 0,15-0,72; Pinteração = 0,012). No quarto trabalho, foi constatada uma interação entre o gene NOS1 e a cafeína modulando o risco da DP (OR 0,24; 95% IC 0,10-0,54; Pinteração = 0,0002). O último artigo trata da farmacogenética da levodopa, em que foi proposto um modelo com variáveis genéticas, biológicas e farmacológicas que explicou 23% da variabilidade na dose (F = 11,54; P < 0,000001). Observou-se uma redução da média de dose em aproximadamente 76 mg/dia por cada alelo C nos genótipos do polimorfismo rs30196 do gene SV2C. Estes trabalhos enriqueceram o conhecimento da variabilidade da DP tanto em aspectos de suscetibilidade quanto farmacogenética. Os dados obtidos serão importantes na continuação das pesquisas para identificar biomarcadores para prevenção e tratamento da DP. / Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease in humans. PD etiology is multifactorial, due to several environmental and genetic factors. Pathologically, it is characterized by a selective destruction of dopaminergic neurons in substantia nigra pars compacta and by the accumulation of Lewy bodies in brain. In approximately 90% of PD cases, susceptibility seems to be driven by common variants in the genome that might interact with the environment. Among environmental factors that modulate PD risk, pesticides, occupational exposure to toxics, smoking and coffee consumption were identified. The variability in patients’ response to the main medication of PD, levodopa, seems also to be related to genetics. Therefore, the present work had the objective to understand the genetic factors and their interaction with the environment involved in PD susceptibility and in the treatment with levodopa. Patients and controls were recruited at the movement disorders ambulatory and at the internal medicine ambulatory at the Hospital de Clínicas de Porto Alegre and at Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre respectively. The main results obtained were organized in five manuscripts. In the first, eight polymorphisms previously associated with PD were considered. In our population, individuals with 7 or more risk alleles presented an odds ratio of 2.54 for PD when compared to those with 6 or less alleles (95% CI 1.66-3.89; P = 1.80E−05). This cut off was chosen because the average number of risk alleles in the sample was 7. In the second manuscript, SV2C rs10214163 TT genotype carriers and SV2C rs30196 TT/GT genotypes carriers showed a higher PD risk in subjects exposed to environmental toxics compared to those not exposed (respectively, OR 2.53; 95% CI 1.33-4.69; Pinteraction = 0.008 and OR 2.30; 95% CI 1.21-4.36; Pinteraction = 0.033). The third manuscript shows the association between ABCB1 T-non G-T haplotype and smoking (OR 0.34, 95% CI 0.15-0.72; Pinteraction = 0.012). In the fourth manuscript, an interaction between NOS1 gene and caffeine, modulating PD risk, was observed (OR 0.24; 95% CI 0.10-0.54; Pinteraction = 0.0002). The last manuscript reports a 11 model with genetic, biological and pharmacological variants in response to levodopa. This model explained 23% of dose variability (F = 11.54; P < 0.000001). The presence of each rs30196 C allele reduced the average dose in approximately 76 mg/day. All these work enriched the knowledge of the variability of PD in both susceptibility and pharmacogenetic areas. The data obtained will be important to identify biomarkers for disease prediction and treatment.