Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T12:31:21Z No. of bitstreams: 2 Cópia de Dissertação Thalita Figueiredo Biblioteca.pdf: 4234370 bytes, checksum: 91f801b58acf8761422a7b1d6bb4814b (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T12:31:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Cópia de Dissertação Thalita Figueiredo Biblioteca.pdf: 4234370 bytes, checksum: 91f801b58acf8761422a7b1d6bb4814b (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES; PROPESQ / Os genes HLA (Antígenos Leucocitários Humanos) estão localizados no MHC (Complexo Principal de Histocompatibilidade Humano). O MHC localiza-se no braço curto do cromossomo 6 (6p21.3), uma das regiões com os maiores níveis de polimorfismo do genoma e alta concentração gênica. Muitos dos polimorfismos encontrados nos genes HLA estão associados à rejeição de transplantes clínicos, suscetibilidade à doenças infecciosas, doenças auto-imunes e predisposição a um amplo espectro de doenças crônicas não infecciosas. O objetivo deste estudo foi predizer e validar SNPs presentes nas regiões codificantes dos genes HLA classe I, utilizando o banco de dados de ESTs humano. O CLCbio Workbench Combined® versão 5.7.1 foi inicialmente utilizado para construção do banco de dados de ESTs e recuperação dos arquivos de RNAm respectivamente a partir do Golden path of University of California Santa Cruz (UCSC) e National Center for Biotechnology Information (NCBI). Na etapa seguinte foram realizados múltiplos alinhamentos com auxílio do CUBO versão 1.0.6, hardware com função de acelerar o processamento. O algoritmo utilizado foi o Smith-Waterman. Um número inicial de 18.029 ESTs foram alinhados com os RNAm dos genes HLA, sendo 3.287 ESTs selecionados após aplicação de parâmetros de estringência utilizados para minimizar erros de alinhamentos. A anotação dos SNPs encontrados nos ESTs selecionados revelou várias classes de variações: 94 transversões, 100 transições, 10 deleções e 17 inserções, totalizando 221 SNPs. Destes SNPs, 101 já estavam descritos no banco de dados do MHC (NCBI) e 120 são potenciais novos polimorfismos que podem indicar novos alelos. Alguns destes SNPs foram encontrados em mais de 200 diferentes ESTs. A maioria das variações foram encontradas nos exons 2 e 3 que codificam as estruturas moleculares alfa1 e alfa2 do receptor membranar, sítio de ligação dos peptídeos antigênicos. Estas estruturas são fundamentais para numerosas funções imunes. A validação virtual confirmou que algumas das variações identificadas foram previamente anotadas e confirmadas em amostras de DNA, demonstrando que este método utilizando ferramentas de Bioinformática é uma maneira viável para detectar variações genéticas em dados gerados em larga escala.

Os genes HLA (Antígenos leucocitários humanos) estão localizados no Complexo Principal de Histocompatibilidade humano (o MHC), e possuem os maiores níveis de variação do genoma, com milhares de alelos, altas taxas de heterozigose e diversidade nucleotídica. No presente estudo, nosso objetivo foi a identificação dos principais alvos da seleção natural nos genes HLA. Para isso, propusemos duas abordagens que resultaram na redação de dois manuscritos. Na primeira abordagem, nós testamos a hipótese de que os principais alvos da atuação da seleção natural nas moléculas HLA seriam os aminoácidos que compões os sítios que ancoram os peptídeos antigênicos (os bolsões B e F da região de ligação de peptídeos (PBR)). Para isso, utilizamos um conjunto de dados de 6.435 e 6.409 indivíduos genotipados para os genes HLA-A e -B respectivamente, gerados para o 13º Workshop Internacional de Histocompatibilidade (IHW) e pertencentes a 55 populações espalhadas por todos os continentes. Nós estimamos a diversidade nucleotídica (&PI;) das sequências que codificam para os bolsões B e F e comparamos esses dados com os obtidos de outros bolsões da PBR. Concomitantemente, utilizamos a classificação de alelos dos locos HLA-A e -B em supertipos, que são agrupamentos alélicos com similaridades nos perfis de ligação de peptídeos, devido a semelhanças em aminoácidos específicos dos bolsões B e F. Nós descrevemos os padrões observados de variação dos supertipos e desenvolvemos um teste de hipótese onde comparamos os estimadores observados de diferenciação populacional (Gst) e diversidade genética (taxa de heterozigose (He) e número de alelos (k)) com os obtidos a partir de 10.000 réplicas constituídas por agrupamentos aleatórios de alelos. O bolsão B foi a região que apresentou os maiores níveis de diversidade no gene HLA-B (p <0,00001, teste de soma de ranques de Mann-Whitney) e boa parte de sua variação está estruturada entre os supertipos desse mesmo loco. Além disso, os padrões observados de variação nos supertipos de HLA-B não foram reproduzidos pelos agrupamentos aleatórios de alelos (com 98 % das simulações apresentando valores de Gst menores do que os observados, utilizando as amostras africanas, europeias e asiáticas). Esse resultado indicou que os supertipos e consequentemente as especificidades do bolsão B estão significativamente estruturas entre as populações, um indicativo de adaptações locais aos patógenos específicos de diferentes regiões geográficas. Esses mesmos padrões não foram reproduzidos na análise do loco HLA-A, pois boa parte da variação no PBR desse gene não está localizada nos bolsões B e F. Além disso, as simulações envolvendo os supertipos de HLA-A reproduziram mais frequentemente os padrões observados de variação, indicando que os bolsões B e F não são os principais alvos da seleção nesse gene, ou que os níveis de seleção em HLA-A sejam menores dos atuantes em HLA-B. Na segunda abordagem, o nosso principal objetivo foi a identificação de genes que contribuíram para a adaptação local das populações nativas das Américas, que teria ocorrido durante o recente processo de colonização desse continente. Nós sequenciamos os exons 2 e 3 dos loci de classe I HLA-B e -C e o exon 2 do loco de classe II -DRB1 em 635, 524 e 568 indivíduos, respectivamente, pertencentes a 32 populações nativas do continente Americano. Os dados de sequência foram utilizados na estimativa das frequências alélicas, taxa de heterozigose (He), grau de compartilhamento de alelos entre populações (medido pela distância de Prevosti) e desvios de neutralidade utilizando o teste D de Tajima. Nós também comparamos os padrões de variação das taxas de heterozigose obtidas a partir dos loci HLA ao longo do continente com os obtidos a partir de um conjunto de 61 microssatélites espalhados ao longo do genoma, permitindo-nos a diferenciação dos padrões provavelmente gerados pela história demográfica ou seleção natural. O loco HLA-B apresentou o maior número de pares de populações em que não observamos compartilhamento de alelos (44 pares contra 4 e 6 para os loci HLA-C e -DRB1, respectivamente) sendo que a região leste da América do Sul (SAE) foi a que apresentou os menores níveis de compartilhamento de alelos com outras regiões das Américas (39 dos 44 pares de populações continham uma população SAE). Essa maior diferenciação do gene HLA-B nas populações SAE é uma consequência da presença de alelos exclusivos dessa região, originados por eventos de conversão genica e/ou recombinação envolvendo alelos presentes em outras regiões do continente. As populações SAE também apresentaram níveis elevados de variação para o gene HLA-B, resultado evidenciado pela falta de correlação entre a diminuição da taxa de heterozigose e o aumento da distância em relação ao Estreito de Bering (r2 = -0,1117, p > 0,05), o que contrasta com a tendência geral observada nos microssatélites e genes HLA -C e -DRB1 (r2 = -0,1957, -0,2261 e -0,2637, respectivamente (p < 0,05)). Finalizando, as populações SAE apresentaram valores de D de Tajima maiores (p <0,001, teste de soma de ranques de Mann-Whitney) e mais significativos (p < 0,0000005, aplicando um teste binomial exato) no loco HLA-B, quando comparadas às populações das outras regiões. Essas diferenças entre regiões geográficas não foram observadas nos genes HLA-C e -DRB1, corroborando a explicação seletiva para o aumento da frequência dos alelos de HLA-B originados por conversão gênica/recombinação em resposta aos novos desafios ambientais das regiões tropicais na América do Sul. As conclusões obtidas a partir de ambas as abordagens do presente trabalho apontam o gene HLA-B como o principal alvo da seleção natural, uma vez que esse loco concentra as maiores evidências de atuação de seleção natural recente quando comparado aos demais genes HLA analisados. Nós também demonstramos com as análises intragênicas que o bolsão B do PBR de HLA-B concentra por boa parte das diferenças observadas entre as populações, implicando em diferenças nos perfis de apresentação de peptídeos entre essas mesmas populações, o que pode ser interpretado como um indicativo de adaptações locais aos conjuntos de patógenos presentes em distintas regiões geográficas / The Classical HLA genes (Human Leucocyte Antigens) are located in the human Major Histocompatibility Complex (the MHC) and present the highest levels of variation on the Human genome, with thousands of alleles associated with high levels of heterozygosis and nucleotide diversity. In the present study, our goal was the identification of the main targets of natural selection on the HLA genes. We proposed two different approaches to address this issue resulting in two manuscripts. At the first approach, we performed an intragenic analysis, verifying if the amino acids at the peptide-binding region (PBR) anchor positions (the B and F pockets) exhibit higher evidences of evolution under natural selection when compared with the remaining regions of the HLA molecules. To do so, we used a dataset generated for the 13th International Histocompatibility Workshop (IHW), composed by 6,435 and 6,409 individuals genotyped for HLA-A and -B respectively, belonging to 55 populations scattered along all the continents. We measured the levels of nucleotide diversity (&pi;) of the sequences coding for the B and F pockets and compared them with the remaining PBR pockets. Concomitantly, we applied the supertype classification which consists in groups of HLA-A and -B alleles which bind overlapping sets of peptides, as a consequence of sharing specific amino acids at B and F pockets and described the patterns of supertype variation in the observed data. Next, we developed a hypothesis test in which the observed patterns of population differentiation (Gst) and variability (heterozygosity (He) and number of alleles (k)), using the supertype definition, were compared with 10,000 replicates of random assigned groups of alleles. At the HLA-B locus, the B pocket presented the highest levels of variation (p < 0.00001, Wilcoxon rank sum test) and concentrated most of the differences between supertypes. Our simulations results revealed that the reassignment of alleles into random groups could not reproduce the observed patterns of population differentiation (with 98% of the simulations presenting Gst values smaller than the observed, using the African, European and Asiatic samples), indicating that supertypes and more specifically the B pocket specificities are significantly structured among populations, which could be an indicative of adaptations to local pathogens. We did not observe the same patterns at the HLA-A locus which presented relative lower levels of variation at B and F pockets when compared with the remaining PBR regions, and simulated values of Gst and He which often reproduced the observed data. At the second approach, our main objective was the identification of genes that contributed for local adaptation on Native American Populations because of the relatively recent colonization of the new American environments. We sequenced the exons 2 and 3 of the HLA-B and -C class I loci and the exon 2 of the -DRB1 class II locus in 635, 524 and 568 individuals, respectively, belonging to 32 different Native American Populations scattered along all the Americas. We estimated the allele frequencies, expected heterozygosity (He), degree of allelic sharing between populations (measured by the Prevost\'s Distance) and departure from neutral expectation using the Ewens-Watterson (EW) and Tajima\'s D test. Concomitantly, we used a dataset of 61 microsatellites scattered along the genome as a demographic control, comparing the degree of variation of the heterozygosity along the continent. The HLA-B locus showed the highest number of pairs of populations in which we did not observe any sharing of alleles (44 pairs against 4 and 6 for HLA-C and -DRB1 loci, respectively) and the Eastern South American (SAE) region was the one presenting the smallest levels of allelic sharing with other American regions at this locus (39 out the 44 pair of populations contained a SAE population). The presence of exclusive gene conversion and/or recombination alleles accounts for the higher differentiation of SAE populations at the -B locus. The -B locus also exhibited a higher level of variation at SAE populations which was evidenced

Os genes HLA (Antígenos leucocitários humanos) estão localizados no Complexo Principal de Histocompatibilidade humano (o MHC), e possuem os maiores níveis de variação do genoma, com milhares de alelos, altas taxas de heterozigose e diversidade nucleotídica. No presente estudo, nosso objetivo foi a identificação dos principais alvos da seleção natural nos genes HLA. Para isso, propusemos duas abordagens que resultaram na redação de dois manuscritos. Na primeira abordagem, nós testamos a hipótese de que os principais alvos da atuação da seleção natural nas moléculas HLA seriam os aminoácidos que compões os sítios que ancoram os peptídeos antigênicos (os bolsões B e F da região de ligação de peptídeos (PBR)). Para isso, utilizamos um conjunto de dados de 6.435 e 6.409 indivíduos genotipados para os genes HLA-A e -B respectivamente, gerados para o 13º Workshop Internacional de Histocompatibilidade (IHW) e pertencentes a 55 populações espalhadas por todos os continentes. Nós estimamos a diversidade nucleotídica (&PI;) das sequências que codificam para os bolsões B e F e comparamos esses dados com os obtidos de outros bolsões da PBR. Concomitantemente, utilizamos a classificação de alelos dos locos HLA-A e -B em supertipos, que são agrupamentos alélicos com similaridades nos perfis de ligação de peptídeos, devido a semelhanças em aminoácidos específicos dos bolsões B e F. Nós descrevemos os padrões observados de variação dos supertipos e desenvolvemos um teste de hipótese onde comparamos os estimadores observados de diferenciação populacional (Gst) e diversidade genética (taxa de heterozigose (He) e número de alelos (k)) com os obtidos a partir de 10.000 réplicas constituídas por agrupamentos aleatórios de alelos. O bolsão B foi a região que apresentou os maiores níveis de diversidade no gene HLA-B (p <0,00001, teste de soma de ranques de Mann-Whitney) e boa parte de sua variação está estruturada entre os supertipos desse mesmo loco. Além disso, os padrões observados de variação nos supertipos de HLA-B não foram reproduzidos pelos agrupamentos aleatórios de alelos (com 98 % das simulações apresentando valores de Gst menores do que os observados, utilizando as amostras africanas, europeias e asiáticas). Esse resultado indicou que os supertipos e consequentemente as especificidades do bolsão B estão significativamente estruturas entre as populações, um indicativo de adaptações locais aos patógenos específicos de diferentes regiões geográficas. Esses mesmos padrões não foram reproduzidos na análise do loco HLA-A, pois boa parte da variação no PBR desse gene não está localizada nos bolsões B e F. Além disso, as simulações envolvendo os supertipos de HLA-A reproduziram mais frequentemente os padrões observados de variação, indicando que os bolsões B e F não são os principais alvos da seleção nesse gene, ou que os níveis de seleção em HLA-A sejam menores dos atuantes em HLA-B. Na segunda abordagem, o nosso principal objetivo foi a identificação de genes que contribuíram para a adaptação local das populações nativas das Américas, que teria ocorrido durante o recente processo de colonização desse continente. Nós sequenciamos os exons 2 e 3 dos loci de classe I HLA-B e -C e o exon 2 do loco de classe II -DRB1 em 635, 524 e 568 indivíduos, respectivamente, pertencentes a 32 populações nativas do continente Americano. Os dados de sequência foram utilizados na estimativa das frequências alélicas, taxa de heterozigose (He), grau de compartilhamento de alelos entre populações (medido pela distância de Prevosti) e desvios de neutralidade utilizando o teste D de Tajima. Nós também comparamos os padrões de variação das taxas de heterozigose obtidas a partir dos loci HLA ao longo do continente com os obtidos a partir de um conjunto de 61 microssatélites espalhados ao longo do genoma, permitindo-nos a diferenciação dos padrões provavelmente gerados pela história demográfica ou seleção natural. O loco HLA-B apresentou o maior número de pares de populações em que não observamos compartilhamento de alelos (44 pares contra 4 e 6 para os loci HLA-C e -DRB1, respectivamente) sendo que a região leste da América do Sul (SAE) foi a que apresentou os menores níveis de compartilhamento de alelos com outras regiões das Américas (39 dos 44 pares de populações continham uma população SAE). Essa maior diferenciação do gene HLA-B nas populações SAE é uma consequência da presença de alelos exclusivos dessa região, originados por eventos de conversão genica e/ou recombinação envolvendo alelos presentes em outras regiões do continente. As populações SAE também apresentaram níveis elevados de variação para o gene HLA-B, resultado evidenciado pela falta de correlação entre a diminuição da taxa de heterozigose e o aumento da distância em relação ao Estreito de Bering (r2 = -0,1117, p > 0,05), o que contrasta com a tendência geral observada nos microssatélites e genes HLA -C e -DRB1 (r2 = -0,1957, -0,2261 e -0,2637, respectivamente (p < 0,05)). Finalizando, as populações SAE apresentaram valores de D de Tajima maiores (p <0,001, teste de soma de ranques de Mann-Whitney) e mais significativos (p < 0,0000005, aplicando um teste binomial exato) no loco HLA-B, quando comparadas às populações das outras regiões. Essas diferenças entre regiões geográficas não foram observadas nos genes HLA-C e -DRB1, corroborando a explicação seletiva para o aumento da frequência dos alelos de HLA-B originados por conversão gênica/recombinação em resposta aos novos desafios ambientais das regiões tropicais na América do Sul. As conclusões obtidas a partir de ambas as abordagens do presente trabalho apontam o gene HLA-B como o principal alvo da seleção natural, uma vez que esse loco concentra as maiores evidências de atuação de seleção natural recente quando comparado aos demais genes HLA analisados. Nós também demonstramos com as análises intragênicas que o bolsão B do PBR de HLA-B concentra por boa parte das diferenças observadas entre as populações, implicando em diferenças nos perfis de apresentação de peptídeos entre essas mesmas populações, o que pode ser interpretado como um indicativo de adaptações locais aos conjuntos de patógenos presentes em distintas regiões geográficas / The Classical HLA genes (Human Leucocyte Antigens) are located in the human Major Histocompatibility Complex (the MHC) and present the highest levels of variation on the Human genome, with thousands of alleles associated with high levels of heterozygosis and nucleotide diversity. In the present study, our goal was the identification of the main targets of natural selection on the HLA genes. We proposed two different approaches to address this issue resulting in two manuscripts. At the first approach, we performed an intragenic analysis, verifying if the amino acids at the peptide-binding region (PBR) anchor positions (the B and F pockets) exhibit higher evidences of evolution under natural selection when compared with the remaining regions of the HLA molecules. To do so, we used a dataset generated for the 13th International Histocompatibility Workshop (IHW), composed by 6,435 and 6,409 individuals genotyped for HLA-A and -B respectively, belonging to 55 populations scattered along all the continents. We measured the levels of nucleotide diversity (&pi;) of the sequences coding for the B and F pockets and compared them with the remaining PBR pockets. Concomitantly, we applied the supertype classification which consists in groups of HLA-A and -B alleles which bind overlapping sets of peptides, as a consequence of sharing specific amino acids at B and F pockets and described the patterns of supertype variation in the observed data. Next, we developed a hypothesis test in which the observed patterns of population differentiation (Gst) and variability (heterozygosity (He) and number of alleles (k)), using the supertype definition, were compared with 10,000 replicates of random assigned groups of alleles. At the HLA-B locus, the B pocket presented the highest levels of variation (p < 0.00001, Wilcoxon rank sum test) and concentrated most of the differences between supertypes. Our simulations results revealed that the reassignment of alleles into random groups could not reproduce the observed patterns of population differentiation (with 98% of the simulations presenting Gst values smaller than the observed, using the African, European and Asiatic samples), indicating that supertypes and more specifically the B pocket specificities are significantly structured among populations, which could be an indicative of adaptations to local pathogens. We did not observe the same patterns at the HLA-A locus which presented relative lower levels of variation at B and F pockets when compared with the remaining PBR regions, and simulated values of Gst and He which often reproduced the observed data. At the second approach, our main objective was the identification of genes that contributed for local adaptation on Native American Populations because of the relatively recent colonization of the new American environments. We sequenced the exons 2 and 3 of the HLA-B and -C class I loci and the exon 2 of the -DRB1 class II locus in 635, 524 and 568 individuals, respectively, belonging to 32 different Native American Populations scattered along all the Americas. We estimated the allele frequencies, expected heterozygosity (He), degree of allelic sharing between populations (measured by the Prevost\'s Distance) and departure from neutral expectation using the Ewens-Watterson (EW) and Tajima\'s D test. Concomitantly, we used a dataset of 61 microsatellites scattered along the genome as a demographic control, comparing the degree of variation of the heterozygosity along the continent. The HLA-B locus showed the highest number of pairs of populations in which we did not observe any sharing of alleles (44 pairs against 4 and 6 for HLA-C and -DRB1 loci, respectively) and the Eastern South American (SAE) region was the one presenting the smallest levels of allelic sharing with other American regions at this locus (39 out the 44 pair of populations contained a SAE population). The presence of exclusive gene conversion and/or recombination alleles accounts for the higher differentiation of SAE populations at the -B locus. The -B locus also exhibited a higher level of variation at SAE populations which was evidenced

Made available in DSpace on 2016-08-19T17:47:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisleide Lisboa Ferreira.pdf: 653404 bytes, checksum: df345a6af79843bea75c16b5c13463f5 (MD5) Previous issue date: 2007-06-16 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / The HLA system has as one of their main characteristics the high degree of genetic polymorphisms and it is known that the HLA molecules represent the main aloantígenos related to the rejection of grafts of solid organs and to the reaction of grafts against host in transplants of cells trunk hematopoietic. Those properties allow that the HLA alleles are used as instrument of characterization of the genetic composition of different people, once the allelic and haplotypes frequencies are characteristic of each ethnic group and population; for the study of HLA alleles associations with diseases and to evaluate the compatibility between donors and receivers of organs. In this study it was verified the allelic frequencies and the haplotype associations present in a sample of DVMO of the state of Maranhão and the power of these loci in exams of paternity. 1151 unrelated individuals, been born in Maranhão, were analyzed. All of the samples were analyzed by PCR - SSO method, in the Laboratory of Imunogenética and Molecular Biology (LIB) of UFPI. It was observed that the most frequent HLA-A genes were *02 (24,87%), *24 (9,87%), *01 (7,63%), *03 (6,96%) and *31 (6,71%). The largest frequencies for HLA-B alleles the were *44 (9,44%), *35 (9,19%), *15 (7,42%) and *07 (5,56%), and for HLA-DRB1 it was observed that *07 (12,81%), *13 (10,61%), *04 (8,07%), *11 (7,86%) and *03 (7,27%) were the most frequent. The haplotypes associations more frequents were HLA A*02 B*44 DRB1*07 (0,61%), HLA A*01 B*08 DRB1*03 (0,52%), HLA A*02 B*44 DRB1*13 (0,46%), HLA A*02 B*15 DRB1*04 (0,35%), HLA A*02 B*51 DRB1*13 (0,29%). The observed frequencies showed similar to those found in other Brazilian population studies and in comparison with other ethnic groups, there was larger similarity with the frequencies of European groups, following by the African. This result can be explained by the characteristics of the formation of the population from Maranhão that had effective contribution of three ethnic groups: the Indian, the white (mainly the Portuguese) and the black. The values of the Power of Exclusion and Power of Discrimination observed in the HLA loci in study were superior to the observed in common markers used for exams of exclusion of paternity. / O Sistema HLA tem como uma de suas principais características o alto grau de polimorfismo genético e sabe-se que as moléculas HLA representam os principais aloantígenos relacionados à rejeição de enxertos de órgãos sólidos e à reação de enxertos contra hospedeiro em transplantes de células tronco hematopoéticas. Essas propriedades permitem que os alelos HLA sejam utilizados como instrumento de caracterização da composição genética de diferentes povos, uma vez que as freqüências alélicas e haplotípicas são características de cada grupo étnico e população; para o estudo de associações de alelos HLA com doenças e para avaliar a compatibilidade entre doadores e receptores de órgãos. Neste estudo verificou-se as freqüências alélicas e as associações haplotípicas presentes numa amostra de DVMO do estado do Maranhão e o poder destes loci em exames de paternidade. Foram analisados 1151 indivíduos não aparentados, nascidos no Maranhão. Todas as amostras foram analisadas pelo método PCR SSO, no Laboratório de Imunogenética e Biologia Molecular (LIB) da UFPI. Observou-se que os genes HLA-A mais freqüentes foram *02 (24,87%), *24 (9,87%), *01 (7,63%), *03 (6,96%) e *31 (6,71%). Para os alelos HLA-B as maiores freqüências foram *44 (9,44%), *35 (9,19%), *15 (7,42%) e *07 (5,56%), e para HLA-DRB1 observou-se que *07 (12,81%), *13 (10,61%), *04 (8,07%), *11 (7,86%) e *03 (7,27%) foram os mais freqüentes. As associações haplotípicas mais freqüentes foram HLA A*02 B*44 DRB1*07 (0,61%), HLA A*01 B*08 DRB1*03 (0,52%), HLA A*02 B*44 DRB1*13 (0,46%), HLA A*02 B*15 DRB1*04 (0,35%), HLA A*02 B*51 DRB1*13 (0,29%). As freqüências observadas mostraram-se semelhantes às encontradas em outros estudos populacionais brasileiros e em comparação com outros grupos étnicos, houve maior semelhança com as freqüências de grupos europeus seguido do africano. Esse resultado pode ser explicado pelas características da formação da população maranhense, que teve contribuição efetiva de três grupos étnicos: o índio, o branco (principalmente o português) e o negro. Os valores do Poder de Exclusão e Poder de Descriminação observados nos loci HLA em estudo foram superiores aos observados em marcadores de uso comum para exames de exclusão de paternidade.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2015-05-14T16:07:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Ronaldo Celerino_Biblioteca.pdf: 11538818 bytes, checksum: bb7cc47b8cb9d49a4b1e691267ae2ff3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-14T16:07:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Ronaldo Celerino_Biblioteca.pdf: 11538818 bytes, checksum: bb7cc47b8cb9d49a4b1e691267ae2ff3 (MD5) Previous issue date: 2015-03-04 / CAPES, CNPq / A variabilidade genética humana tem desempenhado um papel importante para a compreensão de mecanismos envolvidos na susceptibilidade à infeção pelo HIV-1. O presente trabalho avaliou as distribuições de polimorfismos de base única (SNPs) em genes humanos relacionados à entrada (CCL3, CCL4, CCL5, CXCL12, CXCR6) e à replicação viral (APOBEC3G, CUL5, TRIM5, HLA-C e ZNRD1), e suas prováveis associações com a modulação da susceptibilidade à infecção pelo HIV-1 em uma população do Nordeste brasileiro (Recife-Pernambuco), a fim de estabelecer um modelo imunogenético de susceptibilidade ao HIV-1. Foi desenvolvido um estudo tipo caso-controle, utilizando pacientes infectados (HIV-1+) e controles saudáveis, os quais foram genotipados para 18 SNPs em genes reconhecidamente envolvidos na entrada e na replicação viral. Verificou-se que variantes nos genes CCL3 (rs1719134), CCL4 (rs1719153), TRIM5 (rs10838525) e CUL5 (rs11212495) foram mais frequentes em controles saudáveis; enquanto variantes em APOBEC3G e ZNRD1 (rs3869068) foram mais frequentes em pacientes HIV-1+, sugerindo, respectivamente, proteção e susceptibilidade à infecção pelo HIV-1 na população pernambucana. Neste sentido, sugere–se que SNPs em genes relacionados com a entrada e a replicação viral podem modular a susceptibilidade a infecção pelo HIV-1.

A malária causada pelo Plasmodium falciparum (P. falciparum) e a bilharzíase urogenital causada pelo Schistosoma haematobium (S. haematobium) constituem duas doenças infecciosas tropicais alarmantes, sendo ambas endêmicas no Benin. Considerando que a malária (Th1) e a esquistossomose (Th2) apresentem perfis de citocinas divergentes, na presença de co-infecção, o S. haematobium poderia modular as respostas especificamente dirigidas contra o P. falciparum. Uma vez que, os genes que codificam as moléculas nãoclássicas de histocompatibilidade (HLA-G/-E/-F) possuam propriedades imunomoduladoras, pouca atenção tem sido dedicada ao estudo desses genes em populações da África Subsaariana, que são as de maior diversidade genética. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade dos genes HLA-G/-E/-F na população Toffin do Benin, e identificar fatores genéticos de suscetibilidade/resistência à malária causada pelo P. falciparum e/ou bilharziose urogenital, usando uma coorte de crianças (de 4 a 8 anos de idade) não aparentadas. Foram avaliados os segmentos codificantes e reguladores, englobando aproximadamente 5.1 kb do HLA-G, 7.7 kb do HLA-E e 6.2 kb do HLA-F, usando sequenciamento da nova geração. As frequências alélicas e haplotípicas do HLA-G/-E/-F, a diversidade genética, a diversidade nucleotídica, o equilíbrio de Hardy-Weinberg (HW) e de Tajima\'s D foram realizados utilizando o software ARLEQUIN v3.5.2. O desequilíbrio de ligação (LD) entre sítios variáveis com frequência alélica mínima (MAF) acima de 1% foi avaliado calculando o coeficiente de correlação r2 e os gráficos de LD foram visualizados usando o software Haploview 4.2. O estudo de associação foi implementada nos softwares PLINK v1.90b4.6 e R v3.4.2, usando modelos de regressão linear ou logística múltipla. 96, 37 e 68 sítios variáveis foram detectados ao longo de HLA-G/-E- F, respectivamente. Foram identificados 16, 19 e 15 haplótipos da promotora, 19, 15 e 29 haplótipos da codificadora, 12, 7 e 2 haplótipos da região 3\' não traduzida (3\'UTR), respectivamente, e ainda, 33 , 31 e 32 haplótipos estendidos, respectivamente. Todos os haplótipos promotores/codificadores/3\'UTR respeitaram os padrões já descritos na população mundial. O HLA-E foi o mais conservado, exibindo principalmente duas proteinas (E*01:01 e E*01:03), seguido do HLA-F, três proteínas (F*01:01, F*01:02 e F*01:03) e HLA-G, quatro proteínas: três normais (G*01:01, G*01:03 eSONON, P. Resumo xi G*01:04) e uma truncada (G*01:05N). Embora os alelos do HLA-G-E/-F observados na população Toffin tenham sido os mais frequentemente observados em vários países do mundo, as frequências dos haplótipos da região codificadora foram semelhantes às descritas para outras populações africanas (Guiné-Conakry e Burkina-Faso), quando comparadas com os países não-Africanos (Brasileiros), indicando que as variações ao longo desses genes estavam presentes nos Africanos antes da dispersão humana. Foram analisados 105 polimorfismos (MAF> 5%, valor P de HW> 0.05 e qualidade de genótipos> 97%) e 56 haplótipos com frequência mínima de 5%. Consideramos significativos, apenas os resultados exibindo valores de P <0.01 para polimorfismos e valores de P <0.01 antes da correção e valores de P <0.05 após correção de Bonferroni, para haplótipos. Encontramos as seguintes associações: i) o alelo inserção de 14 pares de bases do HLA-G (14 pb Ins) (em modelo dominante) foi associado ao risco de ocorrência de infecção por P. falciparum (infecções totais como infecções sintomáticas) e ao número de episódios de infecção (número elevado de episódios de infecções totais como de infecções sintomáticas), ii) polimorfismos HLA-G (- 1155 A e +755 A, em completo LD) (em modelo recessivo), e iii) haplótipo E.01.03.05- compatível em sinergia com o alelo -1988 C do HLA-E (em modelo aditivo) foram associados à proteção contra malária (em níveis de infecção como de densidade parasitária), e iv) o haplótipo E.Promo.2 foi associado à protecção contra a co-infecção do P. falciparum em crianças infectadas por S. haematobium. Excetuando o 14 pb Ins, estudos funcionais adicionais são necessários para revelar o papel desses marcadores na expressão dos genes HLA-G, -E e -F, para entender melhor o mecanismo de associação com doenças. / Plasmodium falciparum (P. falciparum) malaria and the urogenital bilharziasis caused by Schistosoma haematobium (S. haematobium) infection constitute the two alarming tropical infectious diseases; and both are endemic in Benin. Considering that malaria (Th1) and schistosomiasis (Th2) have divergent cytokine profiles, the presence of co-infection could modulate the responses specifically directed against P. falciparum. We hypothesize that the non-classical genes and molecules (HLA-G, -E and -F) of major histocompatibility complex (MHC) could be involved in this immunomodulation. Although these molecules have well known immunomodulatory properties, little attention has been devoted to the study of these non-classical class I HLA genes in sub-Saharan African populations. This study aimed to evaluate the diversity of HLA-G, -E and -F gene variable sites in the Beninese Toffin population, and to identify susceptibility/resistance genetic factors associated with P. falciparum malaria and/or urogenital bilharziasis in a Beninese cohort of unrelated schoolaged children (4 to 8 years old). We evaluated the complete gene variability (5.1 kb for HLAG, 7.7 kb for HLA-E and 6.2 kb for HLA-F) in the Beninese Toffin population using massive parallel sequencing. HLA-G, -E and -F allele and haplotype frequencies, gene diversity, average nucleotide diversity, Tajima\'s D and Hardy-Weinberg (HW) equilibrium were performed using ARLEQUIN v3.5.2 software. The linkage disequilibrium (LD) pattern among variable sites with a minimum allele frequency (MAF) above 1% was evaluated computing the correlation coefficient r2 and the LD plots were visualized using Haploview 4.2 software. The genetic association study was implemented on PLINK v1.90b4.6 and R v3.4.2 softwares using multiple logistic or linear regression models. Overall, 96, 37 and 68 variable sites were detected along the entire HLA-G, -E and -F, respectively, arranged into regionspecific haplotypes; i.e., promoter haplotypes (16, 19, and 15, respectively), coding haplotypes (19, 15, and 29, respectively), 3\' untranslated region (3\' UTR) haplotypes (12, 7 and 2, respectively) and extended haplotypes (33, 31 and 32, respectively). All promoter/coding/3\'UTR haplotypes followed the patterns already described in worldwide populations. Among the three genes, HLA-E was the most conserved, exhibiting mainly two full-length encoded-molecules (E*01:01 and E*01:03), followed by HLA-F (three full-lengthSONON, P. Abstract xiii proteins; F*01:01, F*01:02 and F*01:03) and HLA-G (four proteins; three full-length (G*01:01, G*01:03 and G*01:04) and one truncated (G*01:05N)). Although HLA-G/E/F alleles in the Toffin population were the most frequently observed worldwide, the frequencies of the coding haplotypes were closely similar to those described for other West African populations (Guinea-Conakry and Burkina-Faso) than for non-African ones (Brazilian population), indicating that variable sites along these genes were present in Africa before human dispersion. A total of 105 polymorphisms and 56 haplotypes were analyzed in the genetic association study to malaria and schistosomiasis susceptibility. Only results exhibiting respectively P-values < 0.01 and P-values < 0.05 (after Bonferroni correction) for polymorphisms and for haplotypes were considered as significant. The following associations were observed: i) HLA-G 14 base pairs (14bp) insertion was associated (under dominant model) with the risk of the occurrence of P. falciparum infection (all infections and symptomatic infections) and with high number of infection episodes (all infections and symptomatic infections), ii) HLA-G -1155 A and +755 A alleles (under recessive model) and iii) E.01.03.05-compatible haplotype in synergy with HLA-E -1988 C allele (under additive model) were associated with protection against P. falciparum (at infection as well as parasitic levels), and finally iv) the E.Promo.2 haplotype was associated with protection against malaria-schistosomiasis co-infection. The functional role of the genetic markers (alleles or haplotypes) associated with malaria and schistosomiasis suceptibility/resistance need to be investigated to better understand the mechanism that may explain these associations.

A malária causada pelo Plasmodium falciparum (P. falciparum) e a bilharzíase urogenital causada pelo Schistosoma haematobium (S. haematobium) constituem duas doenças infecciosas tropicais alarmantes, sendo ambas endêmicas no Benin. Considerando que a malária (Th1) e a esquistossomose (Th2) apresentem perfis de citocinas divergentes, na presença de co-infecção, o S. haematobium poderia modular as respostas especificamente dirigidas contra o P. falciparum. Uma vez que, os genes que codificam as moléculas nãoclássicas de histocompatibilidade (HLA-G/-E/-F) possuam propriedades imunomoduladoras, pouca atenção tem sido dedicada ao estudo desses genes em populações da África Subsaariana, que são as de maior diversidade genética. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade dos genes HLA-G/-E/-F na população Toffin do Benin, e identificar fatores genéticos de suscetibilidade/resistência à malária causada pelo P. falciparum e/ou bilharziose urogenital, usando uma coorte de crianças (de 4 a 8 anos de idade) não aparentadas. Foram avaliados os segmentos codificantes e reguladores, englobando aproximadamente 5.1 kb do HLA-G, 7.7 kb do HLA-E e 6.2 kb do HLA-F, usando sequenciamento da nova geração. As frequências alélicas e haplotípicas do HLA-G/-E/-F, a diversidade genética, a diversidade nucleotídica, o equilíbrio de Hardy-Weinberg (HW) e de Tajima\'s D foram realizados utilizando o software ARLEQUIN v3.5.2. O desequilíbrio de ligação (LD) entre sítios variáveis com frequência alélica mínima (MAF) acima de 1% foi avaliado calculando o coeficiente de correlação r2 e os gráficos de LD foram visualizados usando o software Haploview 4.2. O estudo de associação foi implementada nos softwares PLINK v1.90b4.6 e R v3.4.2, usando modelos de regressão linear ou logística múltipla. 96, 37 e 68 sítios variáveis foram detectados ao longo de HLA-G/-E- F, respectivamente. Foram identificados 16, 19 e 15 haplótipos da promotora, 19, 15 e 29 haplótipos da codificadora, 12, 7 e 2 haplótipos da região 3\' não traduzida (3\'UTR), respectivamente, e ainda, 33 , 31 e 32 haplótipos estendidos, respectivamente. Todos os haplótipos promotores/codificadores/3\'UTR respeitaram os padrões já descritos na população mundial. O HLA-E foi o mais conservado, exibindo principalmente duas proteinas (E*01:01 e E*01:03), seguido do HLA-F, três proteínas (F*01:01, F*01:02 e F*01:03) e HLA-G, quatro proteínas: três normais (G*01:01, G*01:03 eSONON, P. Resumo xi G*01:04) e uma truncada (G*01:05N). Embora os alelos do HLA-G-E/-F observados na população Toffin tenham sido os mais frequentemente observados em vários países do mundo, as frequências dos haplótipos da região codificadora foram semelhantes às descritas para outras populações africanas (Guiné-Conakry e Burkina-Faso), quando comparadas com os países não-Africanos (Brasileiros), indicando que as variações ao longo desses genes estavam presentes nos Africanos antes da dispersão humana. Foram analisados 105 polimorfismos (MAF> 5%, valor P de HW> 0.05 e qualidade de genótipos> 97%) e 56 haplótipos com frequência mínima de 5%. Consideramos significativos, apenas os resultados exibindo valores de P <0.01 para polimorfismos e valores de P <0.01 antes da correção e valores de P <0.05 após correção de Bonferroni, para haplótipos. Encontramos as seguintes associações: i) o alelo inserção de 14 pares de bases do HLA-G (14 pb Ins) (em modelo dominante) foi associado ao risco de ocorrência de infecção por P. falciparum (infecções totais como infecções sintomáticas) e ao número de episódios de infecção (número elevado de episódios de infecções totais como de infecções sintomáticas), ii) polimorfismos HLA-G (- 1155 A e +755 A, em completo LD) (em modelo recessivo), e iii) haplótipo E.01.03.05- compatível em sinergia com o alelo -1988 C do HLA-E (em modelo aditivo) foram associados à proteção contra malária (em níveis de infecção como de densidade parasitária), e iv) o haplótipo E.Promo.2 foi associado à protecção contra a co-infecção do P. falciparum em crianças infectadas por S. haematobium. Excetuando o 14 pb Ins, estudos funcionais adicionais são necessários para revelar o papel desses marcadores na expressão dos genes HLA-G, -E e -F, para entender melhor o mecanismo de associação com doenças. / Plasmodium falciparum (P. falciparum) malaria and the urogenital bilharziasis caused by Schistosoma haematobium (S. haematobium) infection constitute the two alarming tropical infectious diseases; and both are endemic in Benin. Considering that malaria (Th1) and schistosomiasis (Th2) have divergent cytokine profiles, the presence of co-infection could modulate the responses specifically directed against P. falciparum. We hypothesize that the non-classical genes and molecules (HLA-G, -E and -F) of major histocompatibility complex (MHC) could be involved in this immunomodulation. Although these molecules have well known immunomodulatory properties, little attention has been devoted to the study of these non-classical class I HLA genes in sub-Saharan African populations. This study aimed to evaluate the diversity of HLA-G, -E and -F gene variable sites in the Beninese Toffin population, and to identify susceptibility/resistance genetic factors associated with P. falciparum malaria and/or urogenital bilharziasis in a Beninese cohort of unrelated schoolaged children (4 to 8 years old). We evaluated the complete gene variability (5.1 kb for HLAG, 7.7 kb for HLA-E and 6.2 kb for HLA-F) in the Beninese Toffin population using massive parallel sequencing. HLA-G, -E and -F allele and haplotype frequencies, gene diversity, average nucleotide diversity, Tajima\'s D and Hardy-Weinberg (HW) equilibrium were performed using ARLEQUIN v3.5.2 software. The linkage disequilibrium (LD) pattern among variable sites with a minimum allele frequency (MAF) above 1% was evaluated computing the correlation coefficient r2 and the LD plots were visualized using Haploview 4.2 software. The genetic association study was implemented on PLINK v1.90b4.6 and R v3.4.2 softwares using multiple logistic or linear regression models. Overall, 96, 37 and 68 variable sites were detected along the entire HLA-G, -E and -F, respectively, arranged into regionspecific haplotypes; i.e., promoter haplotypes (16, 19, and 15, respectively), coding haplotypes (19, 15, and 29, respectively), 3\' untranslated region (3\' UTR) haplotypes (12, 7 and 2, respectively) and extended haplotypes (33, 31 and 32, respectively). All promoter/coding/3\'UTR haplotypes followed the patterns already described in worldwide populations. Among the three genes, HLA-E was the most conserved, exhibiting mainly two full-length encoded-molecules (E*01:01 and E*01:03), followed by HLA-F (three full-lengthSONON, P. Abstract xiii proteins; F*01:01, F*01:02 and F*01:03) and HLA-G (four proteins; three full-length (G*01:01, G*01:03 and G*01:04) and one truncated (G*01:05N)). Although HLA-G/E/F alleles in the Toffin population were the most frequently observed worldwide, the frequencies of the coding haplotypes were closely similar to those described for other West African populations (Guinea-Conakry and Burkina-Faso) than for non-African ones (Brazilian population), indicating that variable sites along these genes were present in Africa before human dispersion. A total of 105 polymorphisms and 56 haplotypes were analyzed in the genetic association study to malaria and schistosomiasis susceptibility. Only results exhibiting respectively P-values < 0.01 and P-values < 0.05 (after Bonferroni correction) for polymorphisms and for haplotypes were considered as significant. The following associations were observed: i) HLA-G 14 base pairs (14bp) insertion was associated (under dominant model) with the risk of the occurrence of P. falciparum infection (all infections and symptomatic infections) and with high number of infection episodes (all infections and symptomatic infections), ii) HLA-G -1155 A and +755 A alleles (under recessive model) and iii) E.01.03.05-compatible haplotype in synergy with HLA-E -1988 C allele (under additive model) were associated with protection against P. falciparum (at infection as well as parasitic levels), and finally iv) the E.Promo.2 haplotype was associated with protection against malaria-schistosomiasis co-infection. The functional role of the genetic markers (alleles or haplotypes) associated with malaria and schistosomiasis suceptibility/resistance need to be investigated to better understand the mechanism that may explain these associations.

Since its beginning, graft rejection remains the key problem of solid organ transplantation. This reaction of the recipient's immune system against mismatched antigens of the transplanted organ causes graft damage and consequently loss of its function. Rejection involves cellular (lymphocyte mediated) and humoral (antibody mediated) mechanisms. Among the genetic factors which may have a prognostic value in rejection risk evaluation are the Human Leukocyte Antigens (HLA) genotype, the Killer Immunoglobuline-like Receptor (KIR) gene repertoir, cytokine and other gene polymorphisms. These factors could be screened for before transplantation to find the best possible combination of genetic characteristics of the donor and recipient and to reveal patients with "risky" genotypes, who may need more intensive immunosuppression and more careful post-transplant follow-up. Molecular factors, such as HLA and non-HLA antibodies, soluble CD30 molecule (sCD30), Hepatocyte Growth Factor (HGF) and other cytokines, measured before and/or after transplantation in the recipient's blood may be helpful for rejection risk estimation and may also be used as post-transplant rejection onset markers. In our study, we focused on some of the above mentioned factors. We found that ethnicity plays a significant role in the...