MC1R e heteroclassificação de fenótipos de face na população do Rio Grande do Sul

Abstract

A Fenotipagem forense através do DNA consiste na utilização de metodologias para predição de características externamente visíveis (CEVs) a partir do material genético de amostras biológicas encontradas em locais de crimes, e tem se mostrado uma ferramenta promissora no auxílio da identificação humana em atividades policiais. Atualmente, métodos baseados em ensaios multiplex e modelos estatísticos de predição de CEVs relacionadas à pigmentação de cabelo, pele e íris utilizando painéis de biomarcadores do tipo SNP e Indel já foram desenvolvidos e validados pela comunidade científica forense. Assim como traços de pigmentação, a idade aparente (PA, do inglês perceived age) de um indivíduo também pode ser considerada uma CEV e sua estimação em indivíduos desconhecidos pode ser útil para otimização no andamento de investigações. Liu et al. (2016) foi pioneiro em evidenciar que, além do estilo de vida e fatores ambientais, a presença de variantes genéticas do tipo SNP e Indel no gene MC1R - que codifica um receptor transmembrana responsável pela regulação da produção de melanina - e locus adjacentes também parece contribuir para a PA de um indivíduo. O grupo destacou a associação deste painel de polimorfismos e a idade aparente na população europeia, onde portadores de haplótipos de risco aparentavam ser até 2 anos mais velhos do que sua idade cronológica (CA, do inglês Chronological Age). Entendendo que relações genótipo-fenótipo não podem ser extrapoladas entre diferentes grupos populacionais, o objetivo principal deste estudo foi testar essa hipótese e verificar a presença da mesma associação na população miscigenada do Rio Grande do Sul. A partir dados genômicos de uma amostra de 261 indivíduos representativos da população gaúcha e utilizando um modelo de regressão linear múltipla, nosso grupo foi capaz de verificar uma associação significativa entre 9 variantes intrônicas em locus adjacentes ao MC1R (e.g.: AFG3L1P, TUBB3, FANCA, etc.) e aparência etária facial, cuja PA foi definida após heteroclassificação etária de imagens frontais de face através de 11 avaliadores. Curiosamente, diferente do constatado em populações europeias, nossos resultados mostram que a presença dos alelos de efeito (R) das variantes em nossa amostra influenciou tanto em fenótipos de face mais jovens quanto em fenótipos de face mais velhos. A influência de cada variante na PA é representada pelos valores 𝛽. A título de exemplo, indivíduos homozigotos para AFG3L1P rs112220510 aparentam ser 3,16±1,34 anos mais jovens do que não portadores da variante, enquanto homozigotos para AFG3L1P rs201156703 parecem ser 7,54±3,59 anos mais velhos do que não portadores. Apesar de apresentarmos propostas sobre os mecanismos moleculares por detrás da influência destes polimorfismos na PA, estudos futuros ainda serão necessários para que estes sejam devidamente elucidados.

Forensic DNA Phenotyping (FDP) consists of the use of methodologies for predicting externally visible characteristics (EVCs) from the genetic material of biological samples found in crime scenes, and has proven to be a promising tool in aiding human identification in police activities. Currently, methods based on multiplex assays and statistical models of prediction of EVCs related to hair, skin and iris pigmentation using panels of SNP and INDEL biomarkers have already been developed and validated by the forensic scientific community. As well as traces of pigmentation, an individual's perceived age (PA) can also be considered an EVC and its estimation in unknown individuals can be useful for optimization in the progress of investigations. Liu et al. (2016) were pioneers in evidencing that, in addition to lifestyle and environmental factors, the presence of SNP and Indel variants in the MC1R gene - which encodes a transmembrane receptor responsible for regulating melanin production - and adjacent loci also seems to contribute to an individual's PA. The group highlighted the association between these MC1R gene polymorphisms and the PA in the European population, where carriers of risk haplotypes appeared to be up to 2 years older in comparison to their chronological age (CA). Understanding that genotype-phenotype relationships cannot be extrapolated between different population groups, the main objective of this study was to test this hypothesis and verify the applicability of this variant panel in the Rio Grande do Sul admixed population. Based on genomic data from a sample of 261 individuals representative of gaucho population and using a multiple linear regression (MLR) model, our group was able to verify a significant association between 9 intronic variants in locus adjacent to MC1R (e.g.: AFG3L1P, TUBB3, FANCA, etc.) and facial age appearance, whose PA was defined after age heteroclassification of frontal face images through 11 assessors. Interestingly, different from that observed in European populations, our results show that the presence of effect alleles (R) of the selected variants in our sample influenced both younger and older face phenotypes. The influence of each variant on PA is expressed as β values. For example, homozygotes for AFG3L1P rs112220510 appear to be 3.16±1.34 years younger than non-carriers of the variant, while homozygotes for AFG3L1P rs201156703 appear to be 7.54±3.59 years older than non-carriers. Although we present hypotheses about the molecular mechanisms behind the influence of these polymorphisms on PA in this study, future studies will still be necessary for them to be properly elucidated.