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Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 1/58 UNIVERSIDADE FEDERAL.

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1 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 1/58 UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA Departamento de Nutrição Juiz de Fora – Setembro de 2010 I Semana da Nutrição da UFJF Prof. Renato Moreira Nunes Nutricionista 1996 UFV Especialização farmacologia 1999 EFOA Mestre em Ciência da Nutrição 2004 UFV Doutorando Biologia Cel. Estrutural UFV Professor Efetivo 2009 UFJF Terceiro dia Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica

2 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 2/58 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica I Semana da Nutrição da UFJF Alimentando o Saber

3 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 3/58 OBJETIVO Levar o Estudante e o Profissional de Nutrição a vislumbrar novas perspectivas do conhecimento do alimento e a possível atuação do nutricionista dentro da visão molecular. OBJETIVO Levar o Estudante e o Profissional de Nutrição a vislumbrar novas perspectivas do conhecimento do alimento e a possível atuação do nutricionista dentro da visão molecular. Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

4 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 4/58 BIOLOGIA MOLECULAR O advento da Biologia Molecular acrescenta novas abordagens ao diagnóstico e à compreensão da patogênese das doenças Genoma 23 pares de cromossomos, 22 autossômicos 1 sexual (XX ou XY) 3 bilhões de nucleotídeos 5% representam 30 mil genes BIOLOGIA MOLECULAR O advento da Biologia Molecular acrescenta novas abordagens ao diagnóstico e à compreensão da patogênese das doenças Genoma 23 pares de cromossomos, 22 autossômicos 1 sexual (XX ou XY) 3 bilhões de nucleotídeos 5% representam 30 mil genes Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

5 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 5/58 BIOLOGIA MOLECULAR O Projeto Genoma Humano foi fundamental para os estudos da interação entre gene e meio ambiente, visto que cada ser humano sendo único possui um fenótipo diferente dos demais. Portanto, sua interação com o meio em que vive, certamente, mostra-se distinta também Projeto Genoma (Fujii, Medeiros et al., 2010) BIOLOGIA MOLECULAR O Projeto Genoma Humano foi fundamental para os estudos da interação entre gene e meio ambiente, visto que cada ser humano sendo único possui um fenótipo diferente dos demais. Portanto, sua interação com o meio em que vive, certamente, mostra-se distinta também Projeto Genoma (Fujii, Medeiros et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

6 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 6/58 BIOLOGIA MOLECULAR Genômica Transcriptômica Proteômica Metabolômica (Van Ommen, 2004) (Guttmacher e Collins, 2002) (Davis & Milner, 2004) BIOLOGIA MOLECULAR Genômica Transcriptômica Proteômica Metabolômica (Van Ommen, 2004) (Guttmacher e Collins, 2002) (Davis & Milner, 2004) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

7 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 7/58 Regulação da Dieta Regulação da Dieta Processo de expressão Gênica Técnicas de Genômica Funcional Genômica (seqüenciamento e identificação de polimorfismo) Transcriptômica (microarrays) Proteômica (Gel 2d e MS/MS) Transcrição, processamento do RNA Tradução, Modificação de proteínas

8 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 8/58 Regulaç ão da Dieta Regulaç ão da Dieta Processo de expressão Gênica Técnicas de Genômica Funcional Genômica (seqüenciamento e identificação de polimorfismo) Transcriptômica (microarrays) Proteômica (Gel 2d e MS/MS) Transcrição, processamento do RNA Tradução, Modificação de proteínas Metaboloma

9 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 9/58 BIOLOGIA MOLECULAR Nutrigenética Influência da variabilidade genética na resposta à dieta (Jada, 2005) (Furlan, Ferraz et al., 2007) BIOLOGIA MOLECULAR Nutrigenética Influência da variabilidade genética na resposta à dieta (Jada, 2005) (Furlan, Ferraz et al., 2007) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

10 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 10/58 BIOLOGIA MOLECULAR Nutrigenômica Refere-se às influências de fatores dietéticos sobre o genoma humano. Assim, o foco principal é a investigação de como os nutrientes modificam a expressão gênica nas células e nos tecidos de interesse (Schuch, Voigt et al., 2010) BIOLOGIA MOLECULAR Nutrigenômica Refere-se às influências de fatores dietéticos sobre o genoma humano. Assim, o foco principal é a investigação de como os nutrientes modificam a expressão gênica nas células e nos tecidos de interesse (Schuch, Voigt et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

11 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 11/58 Gene Nutriente Nutrigenética Polimorfismo Nutrigenômica Expressão de Genes Adaptado de: (Steemburgo, Azevedo et al., 2009)

12 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 12/58 Em resumo, a nutrigenética aborda estudos das diferenças entre indivíduos em relação à resposta a um nutriente ou uma dieta em particular, enquanto a nutrigenômica estuda as diferenças entre os nutrientes com relação à expressão gênica. (Schuch, Voigt et al., 2010) Em resumo, a nutrigenética aborda estudos das diferenças entre indivíduos em relação à resposta a um nutriente ou uma dieta em particular, enquanto a nutrigenômica estuda as diferenças entre os nutrientes com relação à expressão gênica. (Schuch, Voigt et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

13 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 13/58 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA Sabemos que as diferenças na ação de uma mesma vitamina, por exemplo, dependem da herança genética. E que essa mesma herança pode influenciar o curso de certas doenças. Hoje não podemos mais prescindir desses conhecimentos para o pleno exercício da medicina e, particularmente, da nutrição. Tudo isso se relaciona com a expressão gênica (Vannucchi, 2008) ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA Sabemos que as diferenças na ação de uma mesma vitamina, por exemplo, dependem da herança genética. E que essa mesma herança pode influenciar o curso de certas doenças. Hoje não podemos mais prescindir desses conhecimentos para o pleno exercício da medicina e, particularmente, da nutrição. Tudo isso se relaciona com a expressão gênica (Vannucchi, 2008) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

14 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 14/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Enzimas, peptídeos, receptores, neurotrofinas, canais iônicos e moléculas de adesão, entre outros, são regulados pela expressão gênica. Modificações no padrão dessa expressão acarretam alterações de respostas celulares a estímulos de neurotransmissores, peptídeos e de outras moléculas sinalizadoras. (Vannucchi, 2008) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Enzimas, peptídeos, receptores, neurotrofinas, canais iônicos e moléculas de adesão, entre outros, são regulados pela expressão gênica. Modificações no padrão dessa expressão acarretam alterações de respostas celulares a estímulos de neurotransmissores, peptídeos e de outras moléculas sinalizadoras. (Vannucchi, 2008) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

15 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 15/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Diversos são os fatores que alteram a expressão gênica: Consumo de medicamentos; Exposição a poluentes; Práticas de exercício físico; Estresse Alimentação. Considerando que os alimentos representam o fator ambiental ao qual estamos constantemente expostos, destaca-se que são hábitos alimentares os principais responsáveis pelas alterações na expressão gênica. (Ong e Moreno, 2009) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Diversos são os fatores que alteram a expressão gênica: Consumo de medicamentos; Exposição a poluentes; Práticas de exercício físico; Estresse Alimentação. Considerando que os alimentos representam o fator ambiental ao qual estamos constantemente expostos, destaca-se que são hábitos alimentares os principais responsáveis pelas alterações na expressão gênica. (Ong e Moreno, 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

16 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 16/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Nutrientes e compostos bioativos podem influenciar a expressão genética de forma direta ou indireta. Na forma direta: no interior do núcleo da célula. Se ligam a fatores de transcrição e induzem ou inibem a transcrição do gene. Na forma indireta: sua ação ocorre a partir da interação de nutrientes e compostos bioativos com receptores de membrana ou quinases com a ativação e/ou inativação de diferentes proteínas citoplasmáticas, que resultará na ativação ou inativação de um fator de trasncrição. (Ong e Moreno, 2009) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Nutrientes e compostos bioativos podem influenciar a expressão genética de forma direta ou indireta. Na forma direta: no interior do núcleo da célula. Se ligam a fatores de transcrição e induzem ou inibem a transcrição do gene. Na forma indireta: sua ação ocorre a partir da interação de nutrientes e compostos bioativos com receptores de membrana ou quinases com a ativação e/ou inativação de diferentes proteínas citoplasmáticas, que resultará na ativação ou inativação de um fator de trasncrição. (Ong e Moreno, 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

17 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 17/58 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA 1 - Nutrientes e compostos bioativos de alimentos podem atuar no genoma, direta ou indiretamente, para alterar a expressão e estrutura do gene; 2 - Em determinadas circunstâncias e em certos indivíduos, a alimentação pode ser um importante fator de risco para certas doenças; 3 - O grau com que a alimentação influencia o balanço entre saúde e doença depende da estrutura genética do indivíduo; (Ong e Moreno, 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) (Ridner, Gamberale et al., 2009) ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA 1 - Nutrientes e compostos bioativos de alimentos podem atuar no genoma, direta ou indiretamente, para alterar a expressão e estrutura do gene; 2 - Em determinadas circunstâncias e em certos indivíduos, a alimentação pode ser um importante fator de risco para certas doenças; 3 - O grau com que a alimentação influencia o balanço entre saúde e doença depende da estrutura genética do indivíduo; (Ong e Moreno, 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) (Ridner, Gamberale et al., 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

18 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 18/58 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA 4 - Genes modulados pela alimentação parecem ter papel importante na incidência, progressão e/ou gravidade de doenças crônicas não- transmissíveis; 5 – Intervenções dietéticas baseadas na necessidade e no estado nutricional, bem como no genótipo, podem ser utilizadas para desenvolver uma nutrição personalizada que otimize a saúde e previna ou atenue as DCNT. (Ong e Moreno, 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) (Ridner, Gamberale et al., 2009) ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA 4 - Genes modulados pela alimentação parecem ter papel importante na incidência, progressão e/ou gravidade de doenças crônicas não- transmissíveis; 5 – Intervenções dietéticas baseadas na necessidade e no estado nutricional, bem como no genótipo, podem ser utilizadas para desenvolver uma nutrição personalizada que otimize a saúde e previna ou atenue as DCNT. (Ong e Moreno, 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) (Ridner, Gamberale et al., 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

19 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 19/58 ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA Estas interações entre o alimento e a expressão gênica é diretamente influenciada por mecanismos que podem mediar a regulação da expressão gênica: 1 – Ativação de fatores de transcrição atuando como ligantes; 2 – Alteração das concentrações de substratos intermediários das rotas metabólicas; 3 – Influência (positiva ou negativa) sobre as rotas de sinalização (Ridner, Gamberale et al., 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) ENTENDENDO A NUTRIGENÔMICA Estas interações entre o alimento e a expressão gênica é diretamente influenciada por mecanismos que podem mediar a regulação da expressão gênica: 1 – Ativação de fatores de transcrição atuando como ligantes; 2 – Alteração das concentrações de substratos intermediários das rotas metabólicas; 3 – Influência (positiva ou negativa) sobre as rotas de sinalização (Ridner, Gamberale et al., 2009) (Kaput e Rodriguez, 2004) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

20 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 20/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Como ficam as recomendações nutricionais para a população a partir de agora? (Ong e Moreno, 2009) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Como ficam as recomendações nutricionais para a população a partir de agora? (Ong e Moreno, 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

21 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 21/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA O estatus nutricional durante a fase de desenvolvimento fetal pode alterar o estado epigenético do genoma, afetando os níveis da expressão gênica durante toda a vida pós-natal. (Stover, 2004) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA O estatus nutricional durante a fase de desenvolvimento fetal pode alterar o estado epigenético do genoma, afetando os níveis da expressão gênica durante toda a vida pós-natal. (Stover, 2004) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

22 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 22/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Ações diretas: ácidos graxos e vitaminas A e D Ações indiretas: resveratrol (vinho tinto), catequinas (chá verde), genisteína (soja), fitoalexina (proteína enzimática (endoglicanase) da parede celular vegetal); pisatina (ervilha)), o curcumin (açafrão da Índia), a capsaicina (pimenta), partenolide + Vitamina D3 (Crisântemo), própolis, selênio e zinco, que são capazes de inibir a ativação do fator nuclear de transcrição kappa B (NFkB), associado à oncogênese. (Ong e Moreno, 2009) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Ações diretas: ácidos graxos e vitaminas A e D Ações indiretas: resveratrol (vinho tinto), catequinas (chá verde), genisteína (soja), fitoalexina (proteína enzimática (endoglicanase) da parede celular vegetal); pisatina (ervilha)), o curcumin (açafrão da Índia), a capsaicina (pimenta), partenolide + Vitamina D3 (Crisântemo), própolis, selênio e zinco, que são capazes de inibir a ativação do fator nuclear de transcrição kappa B (NFkB), associado à oncogênese. (Ong e Moreno, 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

23 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 23/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Mecanismos que controlam a expressão gênica, como é o caso da metilação dos resíduos de citosina, podem ser influenciados pela alimentação; O estabelecimento dos padrões de metilação ocorre na fase inicial do desenvolvimento e pode se propagar pela vida toda. Um dos fatores que exerce grande influência no padrão de metilação é a disponibilidade celular das vitaminas que participam do metabolismo do carbono (B6, B12 e ácido fólico). (Furlan, Ferraz et al., 2007) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA Mecanismos que controlam a expressão gênica, como é o caso da metilação dos resíduos de citosina, podem ser influenciados pela alimentação; O estabelecimento dos padrões de metilação ocorre na fase inicial do desenvolvimento e pode se propagar pela vida toda. Um dos fatores que exerce grande influência no padrão de metilação é a disponibilidade celular das vitaminas que participam do metabolismo do carbono (B6, B12 e ácido fólico). (Furlan, Ferraz et al., 2007) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

24 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 24/58 Histonas Metilação

25 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 25/58 DOENÇAS Numa pesquisa comandada pelo geneticista Michael Skinner, da Universidade de Washington, ratos foram expostos a um tipo de inseticida. A substância causou a metilação de dois genes relacionados à produção de esperma e os animais passaram a produzi-lo em menor quantidade. A deficiência se perpetuou por quatro gerações. Mais de 90% dos machos descendentes das cobaias apresentavam os mesmos problemas, sem nunca terem sido expostos ao inseticida. DOENÇAS Numa pesquisa comandada pelo geneticista Michael Skinner, da Universidade de Washington, ratos foram expostos a um tipo de inseticida. A substância causou a metilação de dois genes relacionados à produção de esperma e os animais passaram a produzi-lo em menor quantidade. A deficiência se perpetuou por quatro gerações. Mais de 90% dos machos descendentes das cobaias apresentavam os mesmos problemas, sem nunca terem sido expostos ao inseticida.

26 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 26/58 ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA A S-adenosilmetionina metaboliza nutrientes provenientes da dieta, como a colina, metionina, ácido fólico, vitamina B6 (piridoxina), B12 (cobalamina) e B2 (riboavina). Portanto, a deficiência desses nutrientes leva à alterações no metabolismo do carbono, prejudicando a metilação do DNA e aumentando o risco de doenças crônicas, como o câncer e doenças cardiovasculares. No entanto a expressão dos gentes possui um padrão individual (polimorfismo) (Fujii, Medeiros et al., 2010) ALTERAÇÃO A EXPRESSÃO GÊNICA A S-adenosilmetionina metaboliza nutrientes provenientes da dieta, como a colina, metionina, ácido fólico, vitamina B6 (piridoxina), B12 (cobalamina) e B2 (riboavina). Portanto, a deficiência desses nutrientes leva à alterações no metabolismo do carbono, prejudicando a metilação do DNA e aumentando o risco de doenças crônicas, como o câncer e doenças cardiovasculares. No entanto a expressão dos gentes possui um padrão individual (polimorfismo) (Fujii, Medeiros et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

27 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 27/58 POLIMORFISMO As diferenças no genoma são de aproximadamente 0,1%. Isto se deve à presença de polimorfismos, que são variações comuns de pelo menos 1% no DNA. Menos do que 1% = mutações. O Polimorfismo pode ocorrer por deleção ou por polimorfismo de nucleotídeo único (SNP). Pode ocorrer no promotor, no intron e no exon. (Ong e Moreno, 2009) POLIMORFISMO As diferenças no genoma são de aproximadamente 0,1%. Isto se deve à presença de polimorfismos, que são variações comuns de pelo menos 1% no DNA. Menos do que 1% = mutações. O Polimorfismo pode ocorrer por deleção ou por polimorfismo de nucleotídeo único (SNP). Pode ocorrer no promotor, no intron e no exon. (Ong e Moreno, 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

28 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 28/58

29 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 29/58

30 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 30/58 POLIMORFISMO Doenças associadas a polimorfismos são consideradas multifatoriais, pois são causadas por um conjunto de fatores ambientais e pelo somatório de vários alelos de diferentes genes relacionados, aumentando a suscetibilidade para a patologia. (Schuch, Voigt et al., 2010) POLIMORFISMO Doenças associadas a polimorfismos são consideradas multifatoriais, pois são causadas por um conjunto de fatores ambientais e pelo somatório de vários alelos de diferentes genes relacionados, aumentando a suscetibilidade para a patologia. (Schuch, Voigt et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências 475A G LEU47PRO

31 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 31/58 POLIMORFISMO Importância prática de um SNP (snips) no contexto da nutrigenética: Genes que respondem a alimentação e que se encontrem cronicamente ativados nas doenças; Genes que codificam proteínas envolvidas no metabolismo em pontos chaves; Conseqüência funcional importante; Alta prevalência na população de interesse; Presente em genes com biomarcadores associados. (Schuch, Voigt et al., 2010) POLIMORFISMO Importância prática de um SNP (snips) no contexto da nutrigenética: Genes que respondem a alimentação e que se encontrem cronicamente ativados nas doenças; Genes que codificam proteínas envolvidas no metabolismo em pontos chaves; Conseqüência funcional importante; Alta prevalência na população de interesse; Presente em genes com biomarcadores associados. (Schuch, Voigt et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

32 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 32/58 Posso ir embora? Eu não quero mais brincar disso!!!!

33 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 33/58 COLOCANDO EM PRÁTICA A NUTRIGENÔMICA

34 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 34/58 DOENÇAS Câncer, a obesidade, a diabetes e doenças cardiovasculares, são multifatoriais, sua etiologia está relacionada tanto a fatores ambientais quanto genéticos (grande número). Primeiro nível de interação: fase fetal, primeira interação gene-nutriente; Segunda: erro congênito no metabolismo, Terceiro nível: doenças multifatoriais, longa exposição ao mesmo tipo de dieta (Schuch, Voigt et al., 2010) DOENÇAS Câncer, a obesidade, a diabetes e doenças cardiovasculares, são multifatoriais, sua etiologia está relacionada tanto a fatores ambientais quanto genéticos (grande número). Primeiro nível de interação: fase fetal, primeira interação gene-nutriente; Segunda: erro congênito no metabolismo, Terceiro nível: doenças multifatoriais, longa exposição ao mesmo tipo de dieta (Schuch, Voigt et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

35 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 35/58 DOENÇAS CÃNCER O fator de transcrição nuclear NF-kappaB Ativo em 85% dos tumores malignos humanos; A sua ativação promove a progressão do ciclo celular, a angiogênese, a migração celular (metastase) e a supressão da apoptose; Ativado por: Infecção, Lesões ambientais (hipoxia,pH ácido, isquemia, metais tóxicos, radiação, cigarro), Drogas, Estresse oxidativo, Indutores de apoptose, Carcinógenos, Citocinas. DOENÇAS CÃNCER O fator de transcrição nuclear NF-kappaB Ativo em 85% dos tumores malignos humanos; A sua ativação promove a progressão do ciclo celular, a angiogênese, a migração celular (metastase) e a supressão da apoptose; Ativado por: Infecção, Lesões ambientais (hipoxia,pH ácido, isquemia, metais tóxicos, radiação, cigarro), Drogas, Estresse oxidativo, Indutores de apoptose, Carcinógenos, Citocinas. Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

36 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 36/58 DOENÇAS CÃNCER O ácido fólico e a vitamina B12 estão entre as substâncias originárias da dieta que já foram determinadas como possuindo ação protetora para o dano de DNA. Diminuição dos níveis de homocisteína, que além de estar relacionada com aumento do risco cardiovascular, parece possuir também um papel deletério sobre o DNA (Fenech et al. 1997, Fenech et al. 1998). DOENÇAS CÃNCER O ácido fólico e a vitamina B12 estão entre as substâncias originárias da dieta que já foram determinadas como possuindo ação protetora para o dano de DNA. Diminuição dos níveis de homocisteína, que além de estar relacionada com aumento do risco cardiovascular, parece possuir também um papel deletério sobre o DNA (Fenech et al. 1997, Fenech et al. 1998). Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

37 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 37/58 DOENÇAS CÃNCER O papel protetor da dieta parece ser mais efetivo com relação ao risco de câncer em indivíduos que não possuem a deleção do gene GSTT1, assim como indivíduos classificados como acetiladores rápidos para o gene NAT2 tendem a um risco aumentado de câncer, na presença de uma dieta rica em carne vermelha. (Schuch, Voigt et al., 2010) DOENÇAS CÃNCER O papel protetor da dieta parece ser mais efetivo com relação ao risco de câncer em indivíduos que não possuem a deleção do gene GSTT1, assim como indivíduos classificados como acetiladores rápidos para o gene NAT2 tendem a um risco aumentado de câncer, na presença de uma dieta rica em carne vermelha. (Schuch, Voigt et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

38 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 38/58 DOENÇAS CÃNCER Atualmente, pode-se afirmar que compostos bioativos da dieta como a curcumina, a genisteína, o resveratrol, o ácido ursólico, o licopeno, a capsaisina, a silimarina, as catequinas, as isoavonas, o indol-3-carbinol, as saponinas, os toesteróis, a luteína, a vitamina C, o folato, o beta caroteno, a vitamina E, os flavonoides, o selênio e as fibras dietéticas atuam como agentes protetores contra o câncer. (Fujii, Medeiros et al., 2010) DOENÇAS CÃNCER Atualmente, pode-se afirmar que compostos bioativos da dieta como a curcumina, a genisteína, o resveratrol, o ácido ursólico, o licopeno, a capsaisina, a silimarina, as catequinas, as isoavonas, o indol-3-carbinol, as saponinas, os toesteróis, a luteína, a vitamina C, o folato, o beta caroteno, a vitamina E, os flavonoides, o selênio e as fibras dietéticas atuam como agentes protetores contra o câncer. (Fujii, Medeiros et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

39 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 39/58 DOENÇAS CÃNCER Em estudo de Davis e Uthus (2004), os autores listam componentes da dieta envolvidos com maior susceptibilidade do desenvolvimento de câncer, dentre eles se destacam: A deficiência de zinco, de selênio e de vitamina C; O excesso do consumo de álcool e de vitamina A; A exposição aos metais pesados como o níquel (Fujii, Medeiros et al., 2010) DOENÇAS CÃNCER Em estudo de Davis e Uthus (2004), os autores listam componentes da dieta envolvidos com maior susceptibilidade do desenvolvimento de câncer, dentre eles se destacam: A deficiência de zinco, de selênio e de vitamina C; O excesso do consumo de álcool e de vitamina A; A exposição aos metais pesados como o níquel (Fujii, Medeiros et al., 2010) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

40 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 40/58 DOENÇAS DIABETES 2 Os genes regulados pela dieta tem um papel central no seu desenvolvimento. Indivíduos respondentes e refratários. Identificação de alelos que contribuem para o desenvolvimento das doenças crônicas, de caráter poligênico. (Marti, Moreno-Aliaga et al., 2005) (Furlan, Ferraz et al., 2007) (Stover, 2004) DOENÇAS DIABETES 2 Os genes regulados pela dieta tem um papel central no seu desenvolvimento. Indivíduos respondentes e refratários. Identificação de alelos que contribuem para o desenvolvimento das doenças crônicas, de caráter poligênico. (Marti, Moreno-Aliaga et al., 2005) (Furlan, Ferraz et al., 2007) (Stover, 2004) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

41 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 41/58 DOENÇAS DIABETES 2 Vários genes estão envolvidos na regulação do metabolismo lipídico e na sensibilidade à insulina. Proteínas produzidas por estes genes possuem funções relacionadas com a síntese e catabolimo de ácidos graxos e resistência e resposta à insulina, e genes relacionados ao metabolismo lipídico, como das apolipoproteínas B e E. SREBP´s; PPAR´s; IFABP; PPARG. (Shimano et al. 1997, Laudes et al,2004) (Mutch et al. 2005) DOENÇAS DIABETES 2 Vários genes estão envolvidos na regulação do metabolismo lipídico e na sensibilidade à insulina. Proteínas produzidas por estes genes possuem funções relacionadas com a síntese e catabolimo de ácidos graxos e resistência e resposta à insulina, e genes relacionados ao metabolismo lipídico, como das apolipoproteínas B e E. SREBP´s; PPAR´s; IFABP; PPARG. (Shimano et al. 1997, Laudes et al,2004) (Mutch et al. 2005) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

42 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 42/58 Outros Genes

43 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 43/58 GenePolimorfismoLocalizaçãoAçãoAssociação IL-6-174C/G leucócitos e células endoteliais, tecido muscular e adiposo. Efeito pro- inflamatór io produção de citocinas Obesidade Reistência a insulina, Síndrome metabólica e Diabetes2 Diminuição da perda de peso Asp358Ala (T/G) Maior consumo de energia Obesidade abdominal

44 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 44/58 UCP1tecido Marron Mecanismo de regulação da energia para gerar calor Proteínas carreadoras no interior da mitocôndria UCP2 e UCP3 -866G/A. -55C/T, Int2-143G/C, Tyr99Tyr, Int3-47G/A, Int4-498C/T e Tyr210Tyr Tecido muscular e no músculo esquelético Risco aumentado de desenvolver obesidade. Ineficiência de dietas hipocalóricas Gene Polimorfismo Localização Ação Associação

45 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 45/58 Gene Polimorfismo Localização Ação Associação LEPRLys656AsnTecido adiposo Leptina Atuação no Hipotálamo Menor resposta a dieta e apresentou menor redução de peso, IMC, circunferência abdominal, pressão arterial e de valores de leptina plasmática; Redução da leptina com dietas pobres em gordura, mas sem efeito com dietas pobres em carboidratos

46 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 46/58 Gene Polimorfismo Localização Ação Associação MCR MCR3Thr6Lys Val81Ile Presente no hipotála mo Melanocortina Relacionada ao controle de apetite Crianças com obesidade e homozigotas para o alelo de risco dos polimorfismos (Lys e Ile, respectiva//) são mais propensas a tornar-se adultos obesos do que crianças heterozigotas; Dificulta a capacidade de oxidação de ácidos graxos, MCR4V1031IInfluência no IMC com aumento do risco para obesidade de 18% a 30%; Associação positiva com alto consumo de carboidratos

47 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 47/58 Gene Polimorfismo Ação Associação FABp 2 Ala54/Thr54A absorção de ácidos graxos (AG) da dieta pela mucosa intestinal, é carreada pela proteína denominada proteína transportadora de ácidos graxos 2 Redução na sensibilidade periférica à insulina bem como maiores valores de ácidos graxos livres séricos, no uso de dieta rica em ácidos graxos saturados, em comparação em monoinsaturados ou em carboidratos; Possível efeito deletério do consumo de gordura saturada no polimorfismo, em especial, no DMT

48 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 48/58 GenePolimorfismo IL-6-174C/G; Asp358Ala (T/G) PPARsPPAR-gama1; PPAR-gama2; (Pro12Ala) ADRBsADRB2; (Arg16Gly); (Gln27Glu)* UCP2 e UCP3-866G/A; -55C/T; Int2-143G/C, Tyr99Tyr, Int3-47G/A, Int4-498C/T e Tyr210Tyr LEPRLys656Asn MCR3Thr6Lys; Val81Ile MCR4;V1031I FTOrs A/T LIPC-514C > T; adipoQ-11391G>A; C > G; 45T > G; e 276G > T PGC-1alfaGly482Se FABp2Ala54/Thr54 ApoAG 75 A ApoE-219GT

49 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 49/58 Fonte: (Fujii, Medeiros et al., 2010)

50 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 50/58 ÉTICA Aspectos Bioéticos da Nutrigenômica ÉTICA Aspectos Bioéticos da Nutrigenômica Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

51 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 51/58 PREPARAÇÃO DOS CURSOS DE NUTRIÇÃO Estamos preparados? A regulação da expressão gênica por nutrientes representa uma das principais fronteiras de estudo na área de nutrição. Apesar disso, durante a década de 90, a nutrição foi bastante lenta na aplicação das oportunidades oferecidas pela biologia molecular (Ong e Moreno, 2009) PREPARAÇÃO DOS CURSOS DE NUTRIÇÃO Estamos preparados? A regulação da expressão gênica por nutrientes representa uma das principais fronteiras de estudo na área de nutrição. Apesar disso, durante a década de 90, a nutrição foi bastante lenta na aplicação das oportunidades oferecidas pela biologia molecular (Ong e Moreno, 2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

52 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 52/58 O FUTURO Aplicações da proteômica na área de nutrição, incluindo as intervenções nutricionais, distúrbios intestinais elucidação imunorelacionados, caracterização de ingredientes funcionais (tais como probióticos em leite ou soja. A intervenção nutricional baseada no conhecimento das exigências nutricionais, estado nutricional e do genótipo pode ser usado para prevenir, atenuar ou curar doenças crônicas. O FUTURO Aplicações da proteômica na área de nutrição, incluindo as intervenções nutricionais, distúrbios intestinais elucidação imunorelacionados, caracterização de ingredientes funcionais (tais como probióticos em leite ou soja. A intervenção nutricional baseada no conhecimento das exigências nutricionais, estado nutricional e do genótipo pode ser usado para prevenir, atenuar ou curar doenças crônicas. Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

53 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 53/58 O FUTURO No futuro, o estudo das respostas do organimo em particular de componentes da dieta em níveis de metaboloma, proteoma e transcriptoma podem mostrar padrões onganoespecíficos de grande valor. O desafio para os próximos anos é o de traduzir a nutrigenômica em dados e predizer com precisão o efeito benéfico ou prejudicial para a saúde dos componentes da dieta. Por último, a indústria de alimentos pode usar o conhecimento derivado de nutrigenômica para desenvolver produtos com base em provas. O FUTURO No futuro, o estudo das respostas do organimo em particular de componentes da dieta em níveis de metaboloma, proteoma e transcriptoma podem mostrar padrões onganoespecíficos de grande valor. O desafio para os próximos anos é o de traduzir a nutrigenômica em dados e predizer com precisão o efeito benéfico ou prejudicial para a saúde dos componentes da dieta. Por último, a indústria de alimentos pode usar o conhecimento derivado de nutrigenômica para desenvolver produtos com base em provas. Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

54 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 54/58 O FUTURO Nutricionista como conselheiro genético Bioeficácia nutricional O FUTURO Nutricionista como conselheiro genético Bioeficácia nutricional Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

55 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 55/58 Bakker, G.C.Erk, M.J.v., et al. "An antiinflammatory dietary mix modulates inflammation and oxidative and metabolic stress in overweight men: a nutrigenomics approach." Americam Journal of Clinical Nutrition 91: (2010) Bergmann, M.M.Bodzioch, M., et al. "Bioethics in humam nutrigenomics reserch: European Nutrigenomics Organisation Workshop report." British Journal of Nutrition 95: 1024– 1027.(2006) Fujii, T.M.d.M., Medeiros, R.d., et al. "Nutrigenomics and nutrigenetics: important concepts for the nutrition science." Nutrire: rev. Soc. Bras. Alim. Nutr. = J. Brazilian Soc. Food Nutr. 35(1): (2010) Furlan, L.R., Ferraz, A.L.J., et al. "A genômica funcional no âmbito da produção animal: estado da arte e perspectivas." Revista Brasileira de Zootecnia 36(Suplemento Especial): (2007) Bakker, G.C.Erk, M.J.v., et al. "An antiinflammatory dietary mix modulates inflammation and oxidative and metabolic stress in overweight men: a nutrigenomics approach." Americam Journal of Clinical Nutrition 91: (2010) Bergmann, M.M.Bodzioch, M., et al. "Bioethics in humam nutrigenomics reserch: European Nutrigenomics Organisation Workshop report." British Journal of Nutrition 95: 1024– 1027.(2006) Fujii, T.M.d.M., Medeiros, R.d., et al. "Nutrigenomics and nutrigenetics: important concepts for the nutrition science." Nutrire: rev. Soc. Bras. Alim. Nutr. = J. Brazilian Soc. Food Nutr. 35(1): (2010) Furlan, L.R., Ferraz, A.L.J., et al. "A genômica funcional no âmbito da produção animal: estado da arte e perspectivas." Revista Brasileira de Zootecnia 36(Suplemento Especial): (2007) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

56 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 56/58 Guttmacher, A.E. eCollins, F.S. "Genomic Medicine - A Primer." The New England Journal of Medicine 347(19): (2002) Kaput, J. eRodriguez, R.L. "Nutritional genomics: the next frontier in the postgenomic era." Physiol. Genomics 16: (2004) Marti, A.Moreno-Aliaga, M.A.J., et al. "Avances en nutrición molecular: nutrigenómica y/o nutrigenética." Nutricion Hospitalaria XX(3): (2005) Muller, M. eKersten, S. "Nutrigenomics: goals and strategies." Nat. Rev. Genet. 4: (2003) Ong, T.P. eMoreno, F.S. Perspectivas de aplicação da biologia molecular na área de nutrição: nutrigenômica. Nutrição nas doenças Crônicas não-transmissiveis. L. Cuppari. São Paulo, Manole: (2009) Ridner, E.Gamberale, M.C., et al. "Nutrigenómica: revisión del estado actual y aplicaciones." Actualización en Nutrición 10(2): (2009) Guttmacher, A.E. eCollins, F.S. "Genomic Medicine - A Primer." The New England Journal of Medicine 347(19): (2002) Kaput, J. eRodriguez, R.L. "Nutritional genomics: the next frontier in the postgenomic era." Physiol. Genomics 16: (2004) Marti, A.Moreno-Aliaga, M.A.J., et al. "Avances en nutrición molecular: nutrigenómica y/o nutrigenética." Nutricion Hospitalaria XX(3): (2005) Muller, M. eKersten, S. "Nutrigenomics: goals and strategies." Nat. Rev. Genet. 4: (2003) Ong, T.P. eMoreno, F.S. Perspectivas de aplicação da biologia molecular na área de nutrição: nutrigenômica. Nutrição nas doenças Crônicas não-transmissiveis. L. Cuppari. São Paulo, Manole: (2009) Ridner, E.Gamberale, M.C., et al. "Nutrigenómica: revisión del estado actual y aplicaciones." Actualización en Nutrición 10(2): (2009) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

57 Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica Uso do alimento na promoção da saúde Perspectiva da Nutrigenômica 57/58 Schuch, a.B.Voigt, F., et al. "Nutrigenética: a interação entre hábitos alimentares e o perfil genético individual." Revista Brasileira de Biociência 8(1): (2010) Steemburgo, T., Azevedo, M.J.d., et al. "Interação entre gene e nutriente e sua associação à obesidade e ao diabetes melito." Arq Bras Endocrinol Metab 53(5): (2009) Stover, P.J. "Nutritional genomics." Physiologie Genomics 16: (2004) Swanson, K.S., Schook, L.B., et al. "Nutritional Genomics: implications for: implications for companion animals." Journal of Nutrition 133: (2003) Vannucchi, H. Avanços em nutrigenômica: A interação entre nutrientes e genes influenciando a saúde humana. Nestê Bio - Nutrição e Saúde. São Paulo: (2008) Schuch, a.B.Voigt, F., et al. "Nutrigenética: a interação entre hábitos alimentares e o perfil genético individual." Revista Brasileira de Biociência 8(1): (2010) Steemburgo, T., Azevedo, M.J.d., et al. "Interação entre gene e nutriente e sua associação à obesidade e ao diabetes melito." Arq Bras Endocrinol Metab 53(5): (2009) Stover, P.J. "Nutritional genomics." Physiologie Genomics 16: (2004) Swanson, K.S., Schook, L.B., et al. "Nutritional Genomics: implications for: implications for companion animals." Journal of Nutrition 133: (2003) Vannucchi, H. Avanços em nutrigenômica: A interação entre nutrientes e genes influenciando a saúde humana. Nestê Bio - Nutrição e Saúde. São Paulo: (2008) Bio Mol Conceitos Considerações Objetivos Polimorfismo Doenças Referências

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