O açúcar é uma substância necessária ao metabolismo das células e, para que ele seja transportado até lá, o pâncreas produz insulina para que esta possa desempenhar o seu papel.

Segundo a CUF, esta doença atinge cerca de 13% da população adulta portuguesa e estima-se que, em todo o mundo, existem cerca de 400 milhões de pessoas com diabetes. Qualquer pessoa pode sofrer desta doença, sendo que, cerca de 90% dos casos de diabetes são classificados por Diabetes Tipo 2, afetando sobretudo pessoas adultas e idosas, com excesso de peso ou obesidade, sedentárias e com estilos de vida pouco saudáveis, tendo também frequentemente histórico familiar. [1] 

A incidência de Diabetes Tipo 2 aumentou acentuadamente em todo o mundo nas últimas décadas. A disfunção das células beta pancreáticas, bem como a resistência central e periférica à insulina, parecem ser características elementares na fisiopatologia do Diabetes Tipo 2. Esta é uma doença crónica que se caracteriza pela resistência do organismo à insulina, ou seja, quando o corpo não consegue produzir ou usar eficientemente a insulina, fazendo com que esta não consiga cumprir a sua função e, consequentemente, levando a um aumento do nível de açúcar no sangue. A pessoa não nasce com esta doença, sendo a mesma desenvolvida ao longo de anos por ingestão excessiva de alimentos, hábitos de vida pouco saudáveis essencialmente pelo consumo excessivo de carboidratos na alimentação e estilo de vida sedentário, no contexto de uma predisposição genética. [2]

Já no que toca à Diabetes Tipo 1, esta é muito menos frequente, resultando de uma destruição súbita e irreversível das células pancreáticas. Estes doentes são geralmente adolescentes ou adultos jovens.

Existe ainda a diabetes gestacional, associada a mulheres grávidas. [3]

Estudos anteriores em animais e humanos já apontavam para um impacto significativo do sistema de melatonina na regulação da homeostase da glicose, além de seu conhecido papel na modulação do sono e dos ritmos circadianos, já referidos. [5] 

Então, nos últimos anos, MTNR1B foi identificado e relatado como gene que influencia a glicemia em jejum, afetando o risco de Diabetes Tipo 2. A variação genética comum do MTNR1B determina a secreção de insulina estimulada por glicose e as concentrações plasmáticas de glicose. O seu impacto na função das células beta pode representar o mecanismo patológico predominante de como as variantes MTNR1B aumentam o risco de Diabetes Tipo 2. [6] Essa descoberta gerou um grande interesse no sistema melatonérgico, em particular no recetor de melatonina MT2 (que é codificado pelo MTNR1B). Evidências pré-clínicas e clínicas pós-GWAS de variantes frequentes e raras de MTNR1B confirmaram a sua importância na regulação da homeostase da glicose e do risco de Diabetes Tipo 2. [7]

O MTNR1B foi associado ao comprometimento da resposta insulínica inicial à glicose oral e intravenosa e à deterioração mais rápida da secreção de insulina ao longo do tempo. O mRNA de MTNR1B é expresso em ilhotas humanas, e a imunocitoquímica confirma que está localizado principalmente em células beta em ilhotas. Indivíduos não diabéticos portadores do alelo de risco e indivíduos com Diabetes Tipo 2 apresentaram aumento da expressão do recetor nas ilhotas. A libertação de insulina das células beta clonais em resposta à glicose foi inibida na presença de melatonina. Esses dados sugerem que a hormona circulante melatonina, que é predominantemente libertada pela glândula pineal no cérebro, está envolvido na patogénese da Diabetes Tipo 2. Dada o aumento de MTNR1B verificado em indivíduos com risco de Diabetes Tipo 2, os efeitos patogénicos são provavelmente exercidos por meio de um efeito inibitório direto nas células beta. Em vista desses resultados, o bloqueio do sistema ligante-recetor da melatonina pode ser uma via terapêutica na Diabetes Tipo 2. [8]

Entre os polimorfismos de nucleotídeo único mais associados ao risco de Diabetes Tipo 2, o rs10830963 está localizado no gene MTNR1B. [9] Esta variante piora o efeito da melatonina na tolerância à glicose, sugerindo a importância da genotipagem e recomendações personalizadas, especialmente em pessoas que consomem alimentos quando os níveis de melatonina são elevados. [10]

Mutações deste gene associam-se à Diabetes Tipo 2 autoimune, isto é, uma doença em que o corpo produz anticorpos que atacam as células do pâncreas responsáveis pela produção de insulina, levando a uma produção insuficiente de insulina e, consequentemente, níveis elevados de açúcar no sangue.

Estudos genéticos acumulados demonstraram exatamente polimorfismos comuns de nucleotídeo único no gene SLC30A8 conferem a suscetibilidade ao risco de Diabetes Tipo 2, no entanto, as raras variantes de perda de função no gene podem ter efeitos protetores na doença.  Investigações clínicas implicaram que o SLC30A8 atua como um novo alvo antigênico em pacientes com Diabetes Tipo 1. Evidências experimentais biológicas indicaram que essa expressão genética em ambos os níveis de mRNA e proteína é regulada negativamente em ilhotas pancreáticas diabéticas. Além disso, a análise epigenética mostrou que os níveis de metilação do DNA no gene SLC30A8 estão aumentados em pacientes com Diabetes Tipo 2, o que está de acordo com a diminuição da expressão génica. [14]

O polimorfismo rs13266634 no gene SLC30A8 foi relatado com maior risco de Diabetes Tipo 2 na literatura. Este polimorfismo comum foi associado à redução da função das células beta e a um aumento de 14% na abundância de diabetes. Essa variante codifica uma troca de triptofano para arginina na posição 325 no domínio carboxi-terminal intracelular da proteína, resultando em redução da atividade de transporte de zinco e, consequentemente, diminuição dos níveis intragranulares de zinco. [15] Mas, outros estudos relataram resultados controversos de nenhuma associação significativa entre o rs13266634 com Diabetes Tipo 2, não tendo sido por vezes detetada nenhuma diferença significativa entre os indivíduos normais e diabéticos em relação ao polimorfismo rs13266634 no gene SLC30A8. [16] [17] Apesar do consenso emergente sobre o papel do ZnT8 na homeostase da glicose, um estudo genético recente em humanos identificou inesperadamente mutantes SLC30A8 com perda de função que estão associados à proteção contra a Diabetes. [18] Estudos sugerem que a mutação SLC30A8 R138X LOF pode exercer efeitos benéficos no metabolismo da glicose, aumentando a capacidade das células beta de secretar insulina sob condições hiperglicémicas. [19]

A proteína pertence à família Cation efflux protein e às Superfamílias homólogas Cation efflux transmembrane domain superfamily e Cation efflux protein, cytoplasmic domain superfamily.

Para concluir, apesar de os dois genes não terem uma ligação genetica como foi previsto na primeira etapa desta fase, ambos pertencem ao mesmo organismo, à espécie Homo sapiens. A sua taxonomia completa começa em “Eucariota”, e termina em “Homo”. São moléculas de DNA, na qual o primeiro gene (MTNR1B) está localizado no cromossoma 11, e o segundo (SLC30A8) no cromossoma 8.

Uma feature é uma região específica de uma molécula de DNA que desempenha alguma função biológica importante, como codificar uma proteína, regular a expressão genética, ou estar envolvida em uma função metabólica.

Assim, analisando as features dos genes em questão foi possível determinar a localização exata de cada um e os qualifiers correspondentes. Determinou-se também o número de features total, os tipos de features existentes e o número de cada tipo, por essa ordem. O gene SLC30A8 apesar de ter apresentando apenas 1 feature do tipo cds tal como o MTNR1B, o seu número total de features é superior (22>14), realçando a variedade de funções genéticas compreendidas neste gene em particular, especialmente por apresentar 3 features do tipo 'gene'.

Como ambos os genes contêm apenas 1 feature do tipo cds é expectável que codifiquem apenas 1 proteína, tal como esperado.O gene MTNR1B codifica a proteína 'melatonin receptor type 1B', responsável por regular a produção e libertação de melatonina, uma hormona produzida pelo cérebro que afeta o sono e o ritmo circadiano. A mutação ou ausência desta proteína pode levar a problemas de sono e distúrbios relacionados, o que está relacionado com o desenvolvimento de doenças como Diabetes tipo 2. O segundo gene codifica a 'proton-coupled zinc antiporter SLC30A8 isoform', uma proteína transmembranar que transporta zinco através da membrana celular. Deficiências ou alterações na atividade desta proteína podem estar relacionadas a doenças como Diabetes tipo 2 e doenças neurodegenerativas.

É possivel ainda usar os campos de referências externas para identificar identificadores de outras bases de dados, através do atributo 'db_xref' dos qualifiers.

Aprofundando um pouco esta análise, é possível constatar que esta sequência de DNA do morcego apresenta um score superior à da proteína que desempenha a mesma função em muitos primatas, visível na figura abaixo.

Ainda mais, é importante salientar os resultados obtidos por nBlast não são tão conclusivos e ficam aquém dos elaborados, em seguida, para o pBlast. Isto porque as informações desenvolvidas na segunda pesquisa incidem diretamente nas funcionalidades do gene permitindo estabelecer ligações e conclusões mais precisas. Destaca-se também o tamanho mais reduzido o que facilita o seu manuseamento.