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Type: Tese
Title: Contribuição do polimorfismo rs686 no gene DRD1 para a dificuldade de aprendizagem da matemática em uma amostra populacional de crianças em idade escolar
Authors: Carolina de Castro Andrade Jorge
First Advisor: Maria Raquel Santos Carvalho
First Co-advisor: Fernando Victor Martins Rubatino
First Referee: Paulo Ricardo Gazzola Zen
Second Referee: Patrícia Martins de Freitas
Third Referee: Leandro Martins de Freitas
metadata.dc.contributor.referee4: Evanguedes Kalapothakis
Abstract: A dificuldade de aprendizagem na Matemática (DAM) é um transtorno do desenvolvimento cognitivo, que afeta a capacidade de um indivíduo de adquirir habilidades numéricas e aritméticas. A frequência da DAM varia entre 1 a 8% entre crianças em idade escolar. A DAM é uma característica multifatorial, podendo ser causada por variáveis sociais, emocionais, econômicas, neurodesenvolvimentais e genéticas. A DAM pode influenciar negativamente o contexto familiar, profissional, social, emocional e intelectual do indivíduo. Nosso grupo de pesquisa investigou a contribuição de genes do sistema dopaminérgico (DAT1 e COMT) para a memória de trabalho e DAM em crianças em idade escolar. O receptor dopaminérgico D1 (codificado pelo gene DRD1) é o principal alvo da dopamina no córtex pré-frontal. A expressão do gene DRD1 é em parte modulada pelo polimorfismo rs686, que apresenta dois alelos, G e A. O alelo G na 3´-UTR afeta a ligação do miR-504 e se associa a uma diminuição da expressão do receptor D1. Este estudo visou analisar a contribuição do receptor dopaminérgico D1 para a DAM e fenótipos correlatos, usando como marcador o polimorfismo funcional rs686. Foram genotipadas 574 crianças (254 meninos) matriculadas da 2ª a 4ª série do Ensino Fundamental em Belo Horizonte (MG) ou Porto Alegre (RS). Foram realizados teste de desempenho escolar (TDE aritmética e TDE ortografia), inteligência (Matrizes Coloridas Progressivas de Raven), memória de trabalho (Cubos de Corsi e Digit Span - forward e backward), entre outros. A genotipagem do rs686 foi feita por High Resolution Melting (HRM). O efeito do rs686 foi avaliado sob os modelos genotípicos codominante, A-dominante, G-dominante e heterose através de teste U de Mann-Whitney e ANOVA de Kruskal-Wallis, usando-se SPSS v.25. Observou-se associação significativa do genótipo, sob o modelo G dominante, com os resultados de Cubos de Corsi forward em ambos os sexos, testados separadamente. Interessantemente, o efeito dos genótipos foi invertido conforme o sexo. Nos modelos de ANOVA multivariada considerando-se os dois sexos juntos, observa-se efeito da interação sexo genótipo sobre os resultados da tarefa de Cubos de Corsi forward. Como esperado, a magnitude do efeito do genótipo é pequena (r2 ajustado=0,16). Em meninos, os genótipos A/G + G/G se associaram a pior desempenho do que o genótipo A/A (Teste de medianas, p=0,022; U de Mann Whitney, p=0,017). Nas meninas, os genótipos A/G + G/G se associaram a melhor desempenho, quando comparados ao genótipo A/A (Teste de medianas, p=0,017; U de Mann-Whitney, p=0,012). Modelos baseados em ANOVA multivariada, investigando os efeitos de sexo, genótipo e resultados na tarefa Cubos de Corsi forward sobre o desempenho no TDE aritmética não foram significativos. Efeito de sexo em tarefas de MT visuoespacial já foram descritos anteriormente, porém o efeito de sexo e modelo genotípico em geral não foi investigado. Este é o primeiro estudo a investigar os efeitos de sexo, do rs686 sob os diferentes modelos e sua interação sobre os resultados em uma tarefa de memória de trabalho e o desempenho em aritmética.
Abstract: Math Learning Disabilities (MLD) is a cognitive development disorder that affects an individual's ability to acquire numerical and arithmetic skills. The frequency of MLD ranges from 1 to 8% among school-age children. MLD is a multifactorial characteristic and can be caused by social, emotional, economic, neurodevelopmental and genetic variables. MLD can negatively influence the individual's family, professional, social, emotional and intellectual context. Our research group investigated the contribution of dopaminergic system genes (DAT1 and COMT) to working memory and AMD in school-age children. The D1 dopamine receptor (encoded by the DRD1 gene) is the main target of dopamine in the prefrontal cortex. The expression of the DRD1 gene is in part modulated by the rs686 polymorphism, which has two alleles, G and A. The G allele in the 3'-UTR affects miR-504 binding and is associated with a decrease in D1 receptor expression. This study aimed to analyze the contribution of the D1 dopaminergic receptor to AMD and related phenotypes, using the functional polymorphism rs686 as a marker. A total of 574 children (254 boys) enrolled in the 2nd to 4th grades of Elementary School in Belo Horizonte (MG) or Porto Alegre (RS) were genotyped. School performance tests (Arithmetic TDE and spelling TDE), intelligence (Raven Progressive Color Matrices), working memory (Corsi Cubes and Digit Span - forward and backward), among others, were performed. Genotyping of rs686 was performed by High Resolution Melting (HRM). The effect of rs686 was evaluated under codominant, A-dominant, G-dominant and heterosis genotypic models using Mann Whitney U test and Kruskal-Wallis ANOVA, using SPSS v.25. There was a significant association between the genotype, under the G-dominant model, with the results of forward Corsi Cubes in both sexes, tested separately. Interestingly, the effect of genotypes was inverted according to sex. In multivariate ANOVA models considering both sexes together, an effect of the sex genotype interaction on the results of the forward Corsi Cubes task is observed. As expected, the magnitude of the genotype effect is small (adjusted r2=0.16). In boys, the A/G + G/G genotypes were associated with worse performance than the A/A genotype (median test, p=0.022; Mann-Whitney U, p=0.017). In girls, the A/G + G/G genotypes were associated with better performance when compared to the A/A genotype (median test, p=0.017; Mann-Whitney U, p=0.012). Models based on multivariate ANOVA, investigating the effects of sex, genotype, and results in the forward Corsi Cubes task on performance in the arithmetic TDE were not significant. Gender effects on visuospatial TM tasks have been described previously, but the effect of sex and genotypic model in general has not been investigated. This is the first study to investigate the effects of gender, rs686 under different models and their interaction on outcomes on a working memory task and performance in arithmetic.
Subject: Genética
Dificuldade de aprendizagem
Matemática
Polimorfismo de Nucleodideo Único
Receptores de Dopamina D1
Memória de curto Prazo
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA GERAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Genética
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/84289
Issue Date: 19-Aug-2022
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