Análise do efeito fundador para variantes patogênicas nos exomas da população menonita sul-brasileira

Abstract

Resumo: Os menonitas apresentam uma história evolutiva singular, moldada por eventos de efeito fundador, pelo menos três gargalos populacionais, isolamento geográfico e reprodutivo, alta consanguinidade, epidemias e múltiplas migrações. Esses fatores contribuíram para a perda ou fixação aleatória de alelos, redução da diversidade genética e maior exposição de variantes recessivas deletérias, aumentando a susceptibilidade dessa população a doenças genéticas. Com o objetivo de identificar variantes patogênicas (P) e provavelmente patogênicas (LP) de maior frequência entre os menonitas do sul do Brasil (SBM), realizamos o sequenciamento completo do exoma (WES) de 325 indivíduos dessa população, utilizando a plataforma HiSeq da Illumina. Para uma contextualização mais precisa das variantes identificadas, também inferimos a composição ancestral dos SBM por meio de testes de ancestralidade genética. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) do Setor de Ciências da Saúde da Universidade Federal do Paraná e pelo IPUB/UFPR-RJ (CAAE 55528222.9.0000.0102, parecer nº 5.321.335, emitido em 30/02/2023). As amostras de sangue total foram coletadas entre 2016 e 2018. Dos indivíduos sequenciados, 40,3% (131) eram de Curitiba (Paraná) e 59,7% (194) pertenciam à Colônia Nova (Aceguá, Rio Grande do Sul). A população estudada foi composta majoritariamente por mulheres (55,3%), com idade média de 53 anos (± DP 12 – 95.41). Identificamos 50 variantes P e/ou LP em 49 genes associados a doenças monogênicas na população menonita SBM, conforme a classificação da ACMG. As variantes de maior frequência alélica incluem: (7,54%) rs1800562 (c.845G>A; p.Cys282Tyr) no gene regulador homeostático do ferro (HFE), relacionado à hemocromatose hereditária; (7,08%) rs13078881 (c.1270 G>C; p.Asp424His), no gene da biotinidase (BTD), associado à deficiência de biotinidase; (3,38%) rs61816761 (c.1501 C>T; p.Arg501Ter) no gene da filagrina (FLG), relacionado à ictiose vulgar e dermatite atópica tipo 2; e (3,08%) rs147021911 (c.5101C>T; p.Gln1701Ter) no gene Grupo de complementação M da anemia de Fanconi (FANCM), associado à suscetibilidade ao câncer. As variantes estavam principalmente associadas a doenças endócrinas, nutricionais e metabólicas (20,7%), seguidas por anomalias do desenvolvimento (15,5%) e doenças do sistema nervoso (10,3%). Além disso, 44,9% (20) das variantes identificadas eram do tipo não sinônimo. A análise de ancestralidade revelou uma ascendência predominantemente europeia. A disseminação desses achados entre profissionais de saúde que atendem essas comunidades, aliada ao aconselhamento genético, maior acesso a testes genéticos, triagem neonatal e acompanhamento médico, é fundamental para reduzir o impacto clínico de doenças raras e melhorar a qualidade de vida dos indivíduos afetados e de suas famílias.

Abstract: The Mennonites have a unique evolutionary history shaped by founder effects, at least three population bottlenecks, geographic and reproductive isolation, high levels of consanguinity, epidemics, and multiple migrations. These factors contributed to the random loss or fixation of alleles, a reduction in genetic diversity, and an increased exposure to deleterious recessive variants, thereby raising the susceptibility of this population to genetic diseases. With the aim of identifying pathogenic (P) and likely pathogenic (LP) variants with higher frequencies among the southern Brazilian Mennonites (SBM), we performed whole-exome sequencing (WES) on 325 individuals from this population using the Illumina HiSeq platform. To provide a more accurate context for the identified variants, we also inferred the ancestral composition of the SBM through genetic ancestry testing. The project was approved by the Research Ethics Committee (CEP) of the Health Sciences Department of the Federal University of Paraná and by IPUB/UFPR-RJ (CAAE 55528222.9.0000.0102, approval number 5.321.335, issued on 02/30/2023). Whole blood samples were collected between 2016 and 2018. Of the sequenced individuals, 40.3% (131) were from Curitiba (Paraná) and 59.7% (194) were from Colônia Nova (Aceguá, Rio Grande do Sul). The studied population was predominantly female (55.3%), with a mean age of 53 years (± SD 12 – 95.41). We identified 50 P and/or LP variants across 49 genes associated with monogenic diseases in the SBM Mennonite population, according to ACMG classification. The most frequent allelic variants included: (7.54%) rs1800562 (c.845G>A; p.Cys282Tyr) in the iron homeostasis regulatory gene (HFE), associated with hereditary hemochromatosis; (7.08%) rs13078881 (c.1270G>C; p.Asp424His) in the biotinidase gene (BTD), associated with biotinidase deficiency; (3.38%) rs61816761 (c.1501C>T; p.Arg501Ter) in the filaggrin gene (FLG), associated with ichthyosis vulgaris and type 2 atopic dermatitis; and (3.08%) rs147021911 (c.5101C>T; p.Gln1701Ter) in the Fanconi anemia complementation group M gene (FANCM), associated with cancer susceptibility. The variants were primarily associated with endocrine, nutritional, and metabolic diseases (20.7%), followed by developmental anomalies (15.5%) and nervous system disorders (10.3%). Additionally, 44.9% (20) of the identified variants were non-synonymous. Ancestry analysis revealed a predominantly European background. Disseminating these findings among healthcare professionals serving these communities, alongside genetic counseling, greater access to genetic testing, newborn screening, and medical follow-up, is crucial to reducing the clinical impact of rare diseases and improving the quality of life for affected individuals and their families.