Introdução: O vitiligo é o distúrbio de pigmentação mais frequente do mundo, e afeta aproximadamente 0,05 a 2,28% da população mundial. É uma doença crônica caracterizada pela destruição dos melanócitos da pele, que causa máculas hipo-pigmentadas. A diversidade nas sequências dos genes envolvidos na biossíntese de melanina pode influenciar na incidência desta condição. Além disso, essa diversidade genética pode influenciar nas proporções produzidas de eumelanina e feomelanina, influenciando diretamente no fenótipo de pigmentação resultante. Objetivo: Análise da diversidade genética das regiões promotora, 5 UTR, 3' UTR e exônicas dos genes ASIP, MC1R, KITLG e BNC2 envolvidos no processo de biossíntese de melanina. Método: Foram avaliados 544 indivíduos, sendo que 471 como grupo controle foram recrutados junto aos Hemocentros de Ribeirão Preto - SP, e 73 pacientes com vitiligo foram recrutados junto ao Ambulatório de Dermatologia do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. Ambos grupos foram classificados de acordo com fenótipos de olhos, cabelos e pele. Bibliotecas de DNA (HaloPlex, Agilent) incluindo as sequências regulatórias e codificantes dos três genes foram preparadas e submetidas a análise por metodologia de sequenciamento de nova geração (MiSeq, Illumina). As associações entre fenótipo e genótipo foram testadas por modelos de regressão logística e de interação gene-gene. Resultados: Foram identificados 788 pontos de variação que se distribuem em: 71 no gene ASIP, 133 no MC1R, 431 no BNC2 e 154 no KITLG. De todas as associações significativa a todos os fenótipos estudados (221), 121 foram identificadas sem considerar o efeito de confusão da ancestralidade, e 100 são significantes mesmo considerando a ancestralidade como covariável. Além de variantes de ponto, a definição de haplótipos permitiu identificar 50 associações, 27 no gene ASIP, 7 no MC1R e 16 no BNC2. Em relação especificamente ao fenótipo vitiligo, apenas os genes BNC2 e KITLG apresentaram associações significativas, com 9 e 5, respectivamente. Resultados mostram evidências que o alelo G da variante rs1425090456 (associada a vitiligo com p = 4,12.10-06, OR = 124) do gene BNC2, que sobrepõe sitio de ligação de diversos fatores de transcrição, possa afetar a expressão correta deste gene, e levar ao fenótipo vitiligo. Para o gene KITLG, o alelo A da variante rs188394671 foi associado a vitiligo (p = 2,04.10-05 e OR = 30,77), e sobrepõe também um complexo mecanismo de regulação, com interação de diversos fatores de transcrição. Esta alteração pode refletir em uma alteração da expressão de KITLG, e assim, levar ao fenótipo vitiligo. Conclusão: os resultados deste estudo colaboram com o conhecimento sobre o desenvolvimento de vitiligo e sobre a melanogênese ao caracterizar profundamente as regiões codificantes e regulatórias de quatro genes que estão diretamente envolvidos na via metabólica de pigmentação humana. Esse é o primeiro estudo a identificar variantes no gene BNC2 associadas ao desenvolvimento de vitiligo, assim como um dos primeiros a avaliar a contribuição da ancestralidade para a predisposição à doença em uma população miscigenada para estes genes.

Introduction: Vitiligo is the most frequent pigmentation disorder in the world, affecting approximately 0.05 to 2.28% of the world population. It is a chronic disease characterized by the destruction of skin melanocytes, which causes hypo-pigmented macules. The diversity in the sequences of genes involved in melanin biosynthesis may influence the incidence of this condition. In addition, this genetic diversity can influence the proportions of eumelanin and pheomelanin produced, directly influencing the resulting pigmentation phenotype. Objective: Analysis of the genetic diversity of the promoter, 5'UTR, 3'UTR and exonic regions of the ASIP, MC1R, KITLG and BNC2 genes involved in the process of melanin biosynthesis. Method: A total of 544 individuals were evaluated, of which 471 as a control group were recruited from the Blood Centers of Ribeirão Preto - SP, and 73 patients with vitiligo were recruited from the Dermatology Outpatient Clinic of the Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto. Both groups were classified according to eye, hair and skin phenotypes. DNA libraries (HaloPlex, Agilent) including the regulatory and coding sequences of the three genes were prepared and subjected to analysis by next-generation sequencing methodology (MiSeq, Illumina). The associations between phenotype and genotype were tested by logistic regression and gene-gene interaction models. Results: 788 points of variation were identified, distributed in: 71 in the ASIP gene, 133 in the MC1R, 431 in the BNC2 and 154 in the KITLG. Of all significant associations to all phenotypes studied (221), 121 were identified without considering the confounding effect of ancestry, and 100 are significant even considering ancestry as a covariate. In addition to point variants, the definition of haplotypes allowed the identification of 50 associations, 27 in the ASIP gene, 7 in the MC1R and 16 in the BNC2. Regarding specifically the vitiligo phenotype, only the BNC2 and KITLG genes showed significant associations, with 9 and 5, respectively. Results show evidence that the G allele of the rs1425090456 variant (associated with vitiligo with p = 4.12.10-06, OR = 124) of the BNC2 gene, which overlaps the binding site of several transcription factors, can affect the correct expression of this gene, and lead to the vitiligo phenotype. For the KITLG gene, the A allele of the rs188394671 variant was associated with vitiligo (p = 2.04.10-05 and OR = 30.77), and it also overlaps a complex regulatory mechanism, with the interaction of several transcription factors. This change may reflect a change in KITLG expression, and thus lead to the vitiligo phenotype. Conclusion: the results of this study contribute to the knowledge about the development of vitiligo and about melanogenesis by deeply characterizing the coding and regulatory regions of four genes that are directly involved in the human pigmentation metabolic pathway. This is the first study to identify variants in the BNC2 gene associated with the development of vitiligo, as well as one of the first studies to assess the contribution of ancestry to disease predisposition in an admixed population for these genes.