Population study of polymorphic loci in HFE gene in hereditary or acquire disease course to iron overload

Mutações no gene HFE têm sido apontadas como um dos principais fatores para o desenvolvimento de sobrecarga de ferro, especialmente os SNPs (single nucleotide polymorphism) clássicos C282Y e H63D. A sobrecarga de ferro pode ser primária, atribuída diretamente a mutações do gene HFE (hemocromatose hereditária - HH) ou adquirida em decorrência de fatores genéticos e de comorbidades, particularmente, infecção pelo vírus da hepatite C (HCV) e carcinoma hepatocelular (CHC). Desequilíbrio de ligação entre os SNPs principais do gene HFE com alelos dos genes HLA-A e HLA-B podem contribuir com alterações da função das células do sistema imunológico. Neste trabalho, sequenciamos a região codificadora do gene HFE (éxon 2, 3, 4 e 5) de pacientes que apresentam ou não sobrecarga de ferro primária ou adquirida. Assim, estudamos 130 pacientes com hepatite C, 60 pacientes com CHC, 14 pacientes com HH e 100 indivíduos saudáveis. Foram encontrados sete SNPs no gene HFE no sentido 5\' para 3\': i) H63D C>G no éxon 2 (rs1799945); ii) IVS2(+4)T>C no íntron 2 (rs2071303); iii) íntron 3 C>G (rs807209); iv) C282Y G>A no éxon 4 (rs1800562); v) íntron 4 G>A (rs2794717); vi) IVS4(-44) T>C (rs1800708); vii) no íntron 5 a deleção G>del, ainda não foi descrita na literatura. Foram realizadas as reconstruções de haplótipos da região codificadora e os haplótipos estendidos englobando o gene HFE e dez outros loci (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1, HLA-DQB1, TNFa, TNFb, TNFc, TNFd e HLA-G-14pb). Também, normatizamos a nomenclatura do gene de acordo com as regras do The International ImMunoGeneTics Information System - IMGT (http://www.imgt.org/). Diversas ferramentas foram utilizadas para avaliar a associação entre os sítios polimórficos do gene HFE com a sobrecarga de ferro, incluindo testes de associações avaliando alelos, genótipos, desequilíbrio de ligação, haplótipos e diplótipos, testes de diversidades e neutralidade. Finalmente, comparamos os SNPs do gene HFE encontrados na população saudável do presente trabalho com as diversas populações mundiais, disponíveis no sítio 1000genomes (http://www.1000genomes.org/). Os resultados demonstraram que a nossa a população estava mais próxima das populações europeias e americanas, sendo parcialmente próxima das populações africanas e distante das populações asiáticas. O alelo C282Y G, contido no haplótipo da região codificadora HFE*01:03, conferiu susceptibilidade a HH na população brasileira testada, concordando com os achados observados em outras populações mundiais. O diplótipo HFE*01:02:01:01/HFE*01:01:01:05 conferiu susceptibilidade para o desenvolvimento de sobrecarga de ferro em pacientes com CHC causado pelo HCV. Detectamos forte desequilíbrio entre os alelos H63D G e IVS2(+4) C no éxon 2 do gene HFE, e concomitantemente, desequilíbrio desses alelos com alelo HLA-B*44, aparentemente, sem associação com sobrecarga de ferro, mas com aparente origem histórica. Finalmente, o teste de diversidade encontrou diferenças apenas na amostra de HH e o teste de neutralidade não encontrou pressões seletivas na população controle do presente trabalho. Concluindo, este é o primeiro trabalho, avaliando grande segmento da região codificadora do gene HFE em diversas amostras de pacientes apresentando ou não sobrecarga de ferro e em indivíduos controle.Mutations at the HFE gene have been identified as a major factor for the development of iron overload, especially the classical single nucleotide polymorphism (SNP) C282Y and H63D. Primary iron overload can be directly attributed to mutations in the HFE gene (hereditary hemochromatosis - HH), whereas secondary overload may be acquired due to genetic factors and comorbidities, particularly infection with hepatitis C virus (HCV) and hepatocellular carcinoma (HCC). Linkage disequilibrium between major SNPs at the HFE gene with HLA-A and HLA-B alleles may contribute to alterations in the function of immune cells. We sequenced the coding region of the HFE gene (exon 2, 3, 4 and 5) of patients exhibiting primary or secondary iron overload. Thus, we studied 130 patients with hepatitis C, 60 patients with HCC, 14 patients with HH and 100 healthy individuals. We observed seven SNPs in the HFE gene in 5 \'to 3\' sequence: i) H63D C>G at exon 2 (rs1799945); ii) IVS2(+4)T>C at intron 2 (rs2071303); iii) intron 3 C>G (rs807209); iv) C282Y G>A at exon 4 (rs1800562); v) intron 4 G>A (rs2794717); vi) IVS4(-44) T>C (rs1800708); vii) at intron 5 we detected a yet undescribed G>deletion. We performed haplotype reconstruction of the coding region and extended haplotypes comprising the HFE gene and ten other loci (HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DRB1, HLA-DQB1, TNFa, TNFb, TNFc, TNFd and HLA-G14bp). In addition, we normatized the nomenclature of the HFE gene, according to the rules of the International ImMunoGeneTics Information System - IMGT (http://www.imgt.org/). Several tools were used to evaluate the association between HFE polymorphic sites with iron overload, including tests assessing associations of alleles, genotypes, linkage disequilibrium, haplotype and diplotypes, diversity and neutrality tests. Finally, we compare the SNPs at the HFE gene observed in the healthy population with those observed in diverse worldwide populations available at the 1000genomes site (http://www.1000genomes.org/) the results showed that our population was closer to American and European populations, partially close the populations of African and distant of Asian populations. The C282Y allele G, contained in the coding region HFE * 01:03 haplotype, conferred susceptibility to HH in the Brazilian population tested, agreeing with the findings observed in other worldwide populations. The HFE*01:02:01:01/HFE* 01:01:01:05 dyplotype conferred susceptibility to the development of iron overload in patients with HCC caused by HCV. A strong linkage disequilibrium was detected between the H63D G and IVS2 (+4) C alleles in exon 2 of the HFE gene, and concomitantly, a linkage between these alleles with HLA-B*44, apparently not associated with iron overload, but with apparent historical origin. Finally, the test of diversity revealed differences only in the HH sample and the neutrality test detected no selective pressures on the control population of this study. In conclusion, this is the first study evaluating a large segment of the coding region of the HFE gene in several samples of patients exhibiting or not iron overload and in control subjects