Diversidade populacional dos segmentos genicos IGHG1, IGHG2 e IGHG3 da cadeia pesada das imunoglobulinas

Abstract

Resumo: As imunoglobulinas (Ig) são moléculas produzidas a partir de recombinação somática de segmentos gênicos IGHG na linhagem germinativa de linfócitos B. São bem conhecidos os mecanismos que geram variabilidade nas cadeias leve e pesadas que formam os domínios de reconhecimento de antígenos. Entretanto, os domínios constantes das cadeias pesadas também exibem grande diversidade, sendo esta conhecida principalmente por técnicas sorológicas que definiram os alótipos de Ig. Já a variabilidade genética dos segmentos gênicos que codificam a cadeia pesada das IgG, os IGHG, é pouco conhecida, devido a limitações técnicas produzidas pela elevada similaridade entre os segmentos gênicos que os codificam e, também ao fato que os bancos de dados genômicos foram produzidos principalmente partir de DNA proveniente de linhagens de linfócitos B, que são as células nas quais o rearranjo somático ocorre e, portanto, inadequadas para análise desses segmentos gênicos. O estudo da variabilidade alélica de IGHG nas populações humanas pode contribuir para compreender o papel funcional dos polimorfismos, implicação na susceptibilidade a doenças e sua evolução. O objetivo deste trabalho é caracterizar a diversidade genética dos segmentos gênicos IGHG1, IGHG2 e IGHG3 da cadeia pesada das imunoglobulinas em uma população de descendentes de Japoneses e em cinco populações ameríndias brasileiras: Guarani Ñandeva, Guarani Kaiowa, Guarani Mbya, Kaingang de Ivai e Kaingang de Rio das Cobras. Foram encontrados 25 alelos novos nas populações estudadas, quatro deles foram confirmados. Os alelos mais comuns nas populações foram IGHG1*02, IGHG2*03 e IGHG3*14. Os alótipos mais comuns em Ameríndios foram: Gm21,26,27,28;17,1;(..) e Gm21,26,27,28;17,1,2;(..), e os mais comuns nos descendentes de Japoneses foram: Gm21;17,1;(..), Gm11,13,15,16;17,1;(..), Gm21;17,1,2;(..) e Gm5,11,13;3,1;23. A partir dos testes de neutralidade, sugere-se que há evidencia de que a diversidade observada em IGHG seja produto do efeito carona por seleção natural positiva nas regiões flanqueadoras do segmento gênico IGHG. Palavras chave: Segmento gênico de imunoglobulinas, IGHG, alelos novos, Guarani, Kaingang, descendentes de Japoneses, genética de populações

Abstract: Immunoglobulins are molecules produced as a result of somatic recombination of the IGHG gene segments in the germ line of B cells. The mechanisms that generate variability at the antigen recognition site in the heavy and light chain are well known. Despite the fact that the constant domains also exhibit a high diversity, this variation was mainly characterized by serological methods which defined the Ig allotypes. The genetic variability of the gene segments that encode IgG heavy chains, IGHG, is poorly known, due to the technical constraints caused by the high similarity between gene segments, and because this genetic region is not well covered in genomic databases since DNA samples are often extracted from B cell lines, which have undergone rearrangement within the locus; therefore, they are not suitable for the study of these gene segments. To study the diversity study of IGHG gene segments can contribute to a better understanding of Ig polymorphism and its functional role as well as how they contribute in disease susceptibility. The aim of this is study was to characterize the genetic diversity of the IGHG1, IGHG2 and IGHG3 gene segments in one population of Japanese-descendant and five Brazilian Amerindian populations: Guarani Ñandeva, Guarani Kaiowa, Guarani Mbya, Kaingang from Rio das Cobras and Kaingang from Ivai. Twenty five new alleles were found for the IGHG gene segments, and four of them have been confirmed. The most frequent alleles are IGHG1*02, IGHG2*03 and IGHG3*14. The most common allotypes in Amerindians are: Gm21,26,27,28;17,1;(..) and Gm21,26,27,28;17,1,2;(..), and in Japanese-descendant: Gm21;17,1;(..), Gm11,13,15,16;17,1;(..), Gm21;17,1,2;(..) and Gm5,11,13;3,1;23. Neutrality tests suggest that IGHG diversity is a product of genetic hitchhiking due to positive selection in flanking regions of these gene segments. Key words: Immunoglobulin gene segments, IGHG, new alleles, Guarani, Kaingang, Japanese-descendant, population genetics