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INVESTIGACION CLINICA Polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 en individuos chilenos con enfermedad coronaria y controles Christian L. Herrera1a, Priscilla C. Jaramillo1, Fernando Lanas2, Luis A. Salazar1 1Laboratorio de Biología Molecular y Farmacogenética, Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Medicina, Universidad de La Frontera, Temuco, Chile 2Departamento de Medicina Interna, Facultad de Medicina, Universidad de La Frontera, Temuco, Chile. aAlumno Programa Doctorado en Ciencias c/m Biología Celular y Molecular Aplicada, Universidad de La Frontera. Trabajo financiado por Convenio de Desempeño I -2007 (LS), Dirección de Investigación y Desarrollo, Universidad de La Frontera, Temuco. Resumen Introducción: La transmigración de leucocitos al espacio subendotelial es uno de los eventos claves en el desarrollo de la enfermedad arterial coronaria, siendo PECAM-1 (Platelet-endothelial cell adhesion molecule-1) una de las moléculas de adhesión responsables de este proceso. Objetivo: El objetivo de este trabajo fue evaluar la posible asociación entre el polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 y enfermedad arterial coronaria. Pacientes y Método: Fueron evaluados 98 individuos con enfermedad coronaria confirmada angiográficamente (estenosis mayor al 70%) y 106 controles, por medio de la reacción en cadena de la polimerasa seguida de restricción enzimática (PCR-RFLP). Resultados: Los genotipos y frecuencias alélicas para el polimorfismo estudiado son similares en los dos grupos evaluados (p = 0.085 y p = 0.495 respectivamente). La OR relacionada al alelo mutado G fue 0.87 (I.C. 95%, 0.59 – 1.29, p = NS). Conclusión: El polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 no se encuentra asociado con enfermedad arterial coronaria en individuos Chilenos. Palabras clave: Aterosclerosis, Moléculas de Adhesión, PECAM-1, Polimorfismo. Effect of 2212A>G Polymorphism of PECAM-1 gene in Chilean subjects with coronary disease and controls Background: The transendothelial migration of leukocytes is a key event in coronary artery disease (CAD) development. Platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1) is a cellular adhesion molecule responsible of this process. Aim: to investigate the possible association between 2212A>G polymorphism at the PECAM-1 gene and CAD in Chilean individuals. Methods: A total of 98 individuals whit CAD confirmed by angiography (>70% of stenosis) and 106 healthy controls were evaluated. The 2212A>G polymorphism at the PECAM-1 gene was analyzed by Polymerase Chain Reaction (PCR) and restriction fragment length polymorphism (RFLP). Correspondencia: Luis A. Salazar Departamento de Ciencias Básicas, Facultad de Medicina, Universidad de La Frontera, Av. Francisco Salazar 01145, Casilla 54-D, Temuco. Fono: 45-325218 - Fax: 45-325236 Correo Eléctronico: lsalazar@ufro.cl Revista Chilena de Cardiología - Vol. 27 Nº2, 2008 147 C. Herrera, P. Jaramillo, F. Lanas, L. Salazar. Results: The distribution of genotypes and relatives frequencies of alleles were similar between cases and controls (p = 0.085 and p = 0.495 respectively). The Odds Ratio of CAD whit the G allele was 0.87 (C.I: 95%, 0.59 –1.29;NS). Conclusion: 2212A>G polymorphism of the PECAM-1 gene was not associated whit CAD in Chilean individuals. Keywords: Atherosclerosis, Cellular Adhesion Molecules, PECAM-1, Polymorphism. Recibido el 5 de junio de 2008, Aceptado el 4 de julio 2008 Rev Chil Cardiol 2008; 27: 147-152 Introducción En la actualidad, las técnicas moleculares han permitido el estudio de las bases genéticas de diversas enfermedades crónicas, entre ellas las enfermedades cardiovasculares y específicamente la aterosclerosis, debido a que han facilitado la identificación de genes y vías de señalización celular involucradas en la fisiopatología, o en una mayor predisposición al desarrollo de estas patologías1. La realización de estudios de asociación en base al análisis de la presencia de polimorfismos de un nucleótido (SNP: single nucleotide polymorphism), se sustenta en el hecho de que estas variaciones pueden modificar la expresión de un gen o bien su función al provocar un cambio en la secuencia de aminoácidos del péptido y de esta forma relacionarse a la aparición de diferentes fenotipos que pueden estar asociados, en mayor o menor medida, a una patología. El rol de las moléculas de adhesión celular en el inicio y progresión de la lesión aterosclerótica es claro, ya que es la interacción de moléculas de adhesión presentes tanto en leucocitos como en el endotelio vascular, la que facilita el proceso de transmigración celular, paso de células leucocitarias al espacio subendotelial, evento clave en la patogenia de la lesión aterosclerótica2. PECAM-1 (Platelet-endothelial cell adhesion molecule-1) es una glicoproteína de membrana cuyo gen se encuentra ubicado en el brazo largo del cromosoma 17 (17q23)3. Esta molécula que es expresada en la superficie de plaquetas, monocitos, neutrófilos y algunos tipos de linfocitos T, es una pieza clave en la extravasación de leucocitos a través de las uniones intercelulares del endotelio vascular durante el proceso inflamatorio2,4,5,6. 148 Algunas de las variantes genéticas de PECAM-1 han sido estudiadas y asociadas al desarrollo de enfermedad cardiovascular e infarto al miocardio, encontrándose entre ellas con mayor frecuencia los SNPs 373C>G (exón 3), 1688G>A (exón 8), 2212A>G (exón 12) y 53G>A (región 5`UTR)7-16. La frecuencia y la relación de los polimorfismos presentes en el gen PECAM-1 con enfermedad arterial coronaria han sido previamente estudiadas, tanto en poblaciones caucásicas como asiáticas, existiendo sólo un antecedente previo en población latinoamericana16. Debido a que la asociación entre polimorfismos y enfermedad arterial coronaria continúa sin estar clarificada en nuestra población, es que nos planteamos los siguientes objetivos: a) Determinar la frecuencia del polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 en pacientes chilenos con enfermedad coronaria y controles, y b) determinar el grado de asociación entre esta variación molecular y el desarrollo de enfermedad coronaria en individuos de nuestra población. Métodos Pacientes Durante los años 2003-2005 fueron seleccionados 204 individuos no relacionados de la Región de La Araucanía, Chile. Se reclutaron 98 individuos portadores enfermedad coronaria, diagnosticada mediante angiografía en la que presentaron estenosis > 70%. Este procedimiento fue realizado en el Hospital Hernán Henríquez Aravena (Temuco, Chile). El grupo control estuvo conformado por 106 individuos, quienes no presentaban ningún signo clínico Revista Chilena de Cardiología - Vol. 27 Nº2, 2008 Polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 en individuos chilenos con enfermedad coronaria y controles de enfermedad cardiovascular al momento de participar de este estudio. Durante la entrevista personal se obtuvieron datos de presión arterial sistólica y diastólica, índice de masa corporal y presencia de diabetes mellitus, definida según antecedentes de tratamiento hipoglicemiante o determinaciones sucesivas de glicemia en ayunas ≥ 126 mg/dL 17 . Además se consultó respecto del consumo de algún tipo de tratamiento antihipertensivo. Para ninguno de los grupos evaluados existió preselección según los niveles séricos de lípidos. El protocolo de este estudio contó con la aprobación del Comité de Ética Científica del de la Facultad de Medicina de la Universidad de la Frontera y todos los participantes firmaron voluntariamente un consentimiento escrito. Determinaciones bioquímicas Después de 12 horas de ayuno, se obtuvieron mediante punción venosa las muestras de sangre con las que se realizó la medición de colesterol total y triglicéridos por métodos enzimáticos-colorimétricos18,19. El colesterol de las HDL se midió previa precipitación de las LDL y VLDL con ácido fosfotúngstico e iones magnesio y posterior determinación por el método CHOD-PAP20. La concentración de colesterol de las LDL (LDL-C) fue calculada mediante la fórmula de Friedewald21. Los niveles séricos de glucosa y ácido úrico se determinaron mediante métodos enzimáticocolorimétricos22,23. Genotipificación del polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 La presencia del polimorfismo 2212A>G fue detectada mediante la técnica de reacción en cadena de la polimerasa y posterior análisis mediante restricción enzimática (PCR-RFLP). Las condiciones del PCR fueron: Denaturación inicial a 98 ºC por 3 minutos, y 30 ciclos repetitivos compuestos por una denaturación de 1 minuto a 94 ºC, hibridación por 1 minuto a 61 ºC y extensión de 1 minuto a 72 ºC, adicionalmente una extensión final de 10 minutos. El producto amplificado mediante generó un fragmento de 165 pares de bases (bp), el cual fue evaluado en un gel de agarosa al 2%, teñido con bromuro de etidio (0,5 mg/L) y visualizado en un transiluminador UV. Los partidores utilizados son los que se detallan a continuación: sense 5´-CAA CTA GGT CAC AAT GAC GAT GCC -3´ y antisense 5´- TGG GAA ATT ATC CAC AGT CCT TCA -3´, y fueron descritos previamente por Elrayess et al. en el año 200413. La restricción enzimática de los productos amplificados, se realizó con la endonucleasa MspI (Fermentas, Lituania), de acuerdo al siguiente protocolo: 10 µL de producto de PCR, 5 U de la enzima de restricción, 2 µL de tampón de reacción 10X; conteniendo este último: Tris–HCl 10mM (pH 8,5), MgCl2 10mM, KCl 100 mM y BSA 0.1 mg/mL y agua destilada estéril suficiente para completar un volumen final de 20 µL. La mezcla fue incubada por 12 horas en baño termorregulado a 37° C y finalmente los fragmentos de restricción fueron analizados en gel de agarosa al 2%. El genotipo salvaje (AA) se identificó por la presencia de un fragmento de 165 bp; el genotipo mutado heterocigoto (AG) por fragmentos de 165, 141 y 24 bp, y el genotipo mutado homocigoto por dos fragmentos de 141 y 24 bp. Control de calidad de las determinaciones bioquímicas y moleculares Fueron utilizados sueros comerciales, normales y patológicos (Human, Alemania), para controlar la exactitud y precisión de las determinaciones bioquímicas. La correcta genotipificación del polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 fue confirmada mediante la repetición al azar del 10% de los análisis previamente realizados. Se excluyó la posibilidad de contaminación en los análisis moleculares al incluir en cada serie de amplificación un control de reactivos. Análisis estadístico Para el análisis estadístico se utilizaron los programas SigmaStat®, versión 2.0 y GraphPad Prism®, versión 3.0. Se analizaron todas las variables descriptivamente. Se calcularon promedios, desviaciones estándar, valores mínimos y máximos. La asociación entre las diferentes variables analizadas fue comprobada mediante la prueba t de Student. Además, se utilizó la prueba de Chi-cuadrado (c2) para el análisis de las variables no continuas y verificación del cumplimiento del equilibrio de Hardy-Weinberg. La Odds ratio (OR) y Revista Chilena de Cardiología - Vol. 27 Nº2, 2008 149 C. Herrera, P. Jaramillo, F. Lanas, L. Salazar. su respectivo intervalo de confianza de 95% fueron también calculadas. El nivel de significancia estadístico considerado en este estudio fue p < 0.05. ácido úrico (p<0.001) que el grupo control. No se encontró diferencias significativas entre los grupos, para las concentraciones de colesterol total (p=0.056) y LDL-C (p=0.659) (Tabla 1). Resultados Tanto la distribución de genotipos como la frecuencia Las características biodemográficas de la población estudiada muestran diferencias significativas en relación a edad, frecuencia masculina y cantidad de individuos diabéticos (p<0.001). Respecto de los análisis bioquímicos, se observó niveles más bajos de colesterol HDL (p<0.001) y niveles significativamente más elevados de glucosa (p=0.02), triglicéridos (p<0.001) y relativa de alelos para el polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 fueron similares entre casos y controles (p=0.085 y p = 0.495, respectivamente). Además, la OR asociada al alelo mutado G fue 0.87 (I.C. 95%, 0.59-1.29; p>0.05). Las frecuencias genotípicas observadas en ambos grupos analizados, cumplen con la ley de Hardy-Weinberg (Tabla 2). Tabla 1. Características demográficas y valores séricos de lípidos, glucosa y ácido úrico (Media ± DS) de los pacientes chilenos con enfermedad arteriocoronaria y controles. Casos (98) Controles (106) 60.5 ± 9.2* 41.7 ± 8.8 Sexo (% masculino) 76.5* 44.6 Diabetes mellitus (%) 34.9* 6.3 Colesterol Total (mg/dL) 185.0 ± 55.6 200.1 ± 53.7 Colesterol LDL (mg/dL) 115.5 ± 37.0 118.1 ± 41.4 Edad, años 31.9 ± 8.5 * 51.1 ± 11.4 Triglicéridos (mg/dL) Colesterol HDL (mg/dL) 193.3 ± 205.5* 135.0 ± 97.0 Glucosa (mg/dL) 113.2 ± 44.3 ** 97.1 ± 41.6 5.7 ± 1.7 * 4.6 ± 1.5 Ácido úrico (mg/dL) *p<0.001, **p=0.02 Tabla 2. Distribución de genotipos y frecuencia relativa de alelos del polimorfismo 2215 A>G del gen PECAM-1 en pacientes chilenos con enfermedad arteriocoronaria y controles. Genotipos Alelos AA AG GG A G Casos (98) 19,4 % (19) 59,2 % (58) 21,4 % (21) 0,49 0,51 Controles (106) 30,2 % (32) 44,3 % (47) 25,5 % (27) 0,52 0,48 Χ2 = 4,91; 2 g.l.; p = 0,085 Número de individuos entre paréntesis. Equilibrio Hardy-Weinberg: Casos: Χ2 = 3,32 (p=NS) 150 Controles: Χ2 = 1,31 (p=NS) Revista Chilena de Cardiología - Vol. 27 Nº2, 2008 Χ2 = 0,47; 1 g.l.; p=0,495 Polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 en individuos chilenos con enfermedad coronaria y controles Discusión Los resultados de los análisis bioquímicos mostraron que el grupo casos presenta niveles significativamente más bajos de colesterol HDL y más altos de glucosa, triglicéridos y ácido úrico, todos parámetros asociados tradicionalmente con mayor riesgo de desarrollar enfermedad coronaria. Sin embargo, contrariamente a lo esperado, se observaron concentraciones de colesterol total y LDL-C sin diferencias estadísticamente significativas entre casos y controles. La explicación más probable a este hecho es el uso de fármacos hipolipemiantes por parte de los pacientes con enfermedad coronaria. Si bien, actualmente, establecer relaciones entre polimorfismos de genes candidatos y enfermedad arterial coronaria es una tarea compleja, como consecuencia de su origen multifactorial, existe evidencia que permite afirmar que las variaciones en la genética de los procesos inflamatorios pueden modificar el riesgo de desarrollar esta patología24. En el caso del gen PECAM-1, diferentes polimorfismos han sido asociados al desarrollo de enfermedad coronaria e infarto agudo al miocardio en diversas poblaciones. Específicamente la asociación de los distintos genotipos y alelos del polimorfismo 2212A>G con estenosis coronaria ha sido investigada sólo en un trabajo previo, donde se demostró que los individuos homocigotos para el alelo G presentan mayor progresión de estenosis coronaria que los portadores homocigotos para el alelo A (p = 0.04). En esta misma investigación, no se encontraron diferencias significativas entre los genotipos (AA/AG/GG) y el riesgo de desarrollar enfermedad arterial coronaria en la cohorte estudiada; sin embargo, sí se comprobó una asociación positiva entre la presencia del genotipo AA con el desarrollo de infarto agudo al miocardio en individuos fumadores al compararlo con el genotipo GG13. Otras investigaciones también han asociado el genotipo AA con infarto agudo al miocardio en poblaciones de Japón (p = 0.048) e Italia (p = 0.02)9, 11. Sin embargo, contrariamente a lo mostrado en el año 2004 en población de origen italiano, un nuevo estudio publicado por Listi et al. durante el año 2007, no encontró asociación entre los polimorfismos del gen PECAM-1 e infarto agudo al miocardio, al estudiar su frecuencia en individuos longevos de origen italiano25. Si bien nuestros resultados no muestran asociación entre el polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 y enfermedad arterial coronaria, esto es concordante con los hallazgos previos de Elrayess et al.13 y Listi et al.25. Las causas de la variabilidad de resultados obtenidos por distintos autores se puede explicar por diversos factores, entre los que destacan el diverso origen racial de las poblaciones estudiadas (Asiática, Europea y Latinoamericana) y la influencia del tamaño muestral utilizado en cada estudio, debido a que cuando el tamaño muestral es poco adecuado, podría no proporcionar el poder estadístico suficiente para la detección de pequeños ORs (Odds ratios)26. En resumen, los datos obtenidos sugieren que el polimorfismo 2212A>G del gen PECAM-1 no se encuentra asociado a enfermedad arterial coronaria en la población analizada. A pesar de esto, la importancia de este trabajo más allá de su objetivo principal, radica en la generación de información que a mediano o largo plazo podría llegar a ser llevada a la práctica clínica en nuestro país ya que permitirá, en conjunto, el estudio de otras variantes genéticas y establecer perfiles de riesgo genético para el desarrollo de enfermedad cardiovascular en individuos de nuestra población. Referencias 1. MILLAR D, RIDKER P, LOBBY P, KWIATKOWSKI D. Atherosclerosis: The Path from Genomics to Therapeutics. J Am Coll Cardiol 2007; 49: 1589-1599. 2. BLANKENBERG S, BARBAUX S, TIRET L. Adhesion molecules and atherosclerosis. Atherosclerosis 2003; 170: 191-203. 3. MULLER WA, WEIGL SA, DENG X, PHILLIPS DM. PECAM-1 is required for transendothelial migration of leukocytes. J Exp Med 1993; 178: 449-460. 4. DAVIES MJ, GORDON JL, GEARING AJ, PIGOTT R, WOOLF N, KATZ D, et al. The expression of the adhesion molecules ICAM-1, VCAM-1, PECAM, and E-selectin in human atherosclerosis. J Pathol 1993; 171: 223-229. 5. GUMINA RJ, KIRSCHBAUM NE, RAO PN, VANTUINEN P, NEWMAN PJ. The human PECAM1 gene maps to 17q23. Genomics 1996; 34(2):229-232. 6. NEWMAN PJ, BERNDT MC, GORSKI J, WHITE GC 2ND, Revista Chilena de Cardiología - Vol. 27 Nº2, 2008 151 C. Herrera, P. Jaramillo, F. Lanas, L. Salazar. LYMAN S, PADDOCK C, et al. PECAM-1 (CD31) cloning and relation to adhesion molecules of the immunoglobulin gene superfamily. Science 1990; 247: 1219-1222. 7. WENZEL K, BAUMANN G, FELIX SB. The homozygous combination of Leu125Val and Ser563Asn polymorphisms in the PECAM1 (CD31) gene is associated with early severe coronary heart disease. Hum Mutat 1999; 14: 545. 8. GARDEMANN A, KNAPP A, KATZ N, TILLMANNS H, HABERBOSCH W. No evidence for the CD31 C/G gene polymorphism as an independent risk factor of coronary heart disease. Thromb Haemost 2000; 83: 629. 9. SASAOKA T, KIMURA A, HOHTA SA, FUKUDA N, KUROSAWA T, IZUMI T. Polymorphisms in the platelet-endothelial cell Adhesion molecule-1 (PECAM-1) gene, Asn563Ser and Gly670Arg, associated with myocardial infarction in Japanese. Ann N Y Acad Sci 2001; 947: 259-270. 10. ELRAYESS MA, WEBB KE, FLAVELL DM, SYVANNE M, TASKINEN MR, FRICK MH, et al. A novel functional polymorphism in the PECAM-1 gene (53G>A) is associated with progression of atherosclerosis in the LOCAT and REGRESS studies. Atherosclerosis 2003; 168: 131-138. 11. LISTI F, CANDORE G, LIO D, CAVALLONE L, COLONNAROMANO G, CARUSO M, et al. Association between platelet endothelial cellular adhesion molecule 1 (PECAM1/CD31) polymorphisms and acute myocardial infarction: a study in patients from Sicily. Eur J Immunogenet 2004; 31: 175-178. 12. WEI H, FANG L, CHOWDHURY SH, GONG N, XIONG Z, SONG J, et al. Platelet-endothelial cell adhesion molecule-1 gene polymorphism and its soluble level are associated with severe coronary artery stenosis in Chinese Singaporean. Clin Biochem 2004; 37: 1091-1097. 13. ELRAYESS MA, WEBB KE, BELLINGAN GJ, WHITTALL RA, KABIR J, HAWE E, et al. R643G polymorphism in PECAM-1 influences transendothelial migration of monocytes and is associated with progression of CHD and CHD events. Atherosclerosis 2004; 177: 127-135. 14. FANG L, WEI H, CHOWDHURY SH, GONG N, SONG J, HENG CK, et al. Association of Leu125Val polymorphism of platelet endothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1) gene & soluble level of PECAM-1 with coronary artery disease in Asian Indians. Indian J Med Res 2005; 121: 92-99. 15. SONG FC, CHEN AH, TANG XM, ZHANG WX, QIAN XX, 152 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. LI JQ, et al. Association of platelet endothelial cell adhesion molecule-1 gene polymorphism with coronary heart disease. Di Yi Jun Yi Da Xue Xue Bao 2003; 23: 156-158. HERRERA CL, JARAMILLO PC, LANAS F, SALAZAR LA. Polymorphism C373G of the PECAM-1 gene in Chilean subjects with coronary disease and controls. Int J Morphol 2007; 25: 439-444. AMERICAN DIABETES ASSOCIATION. Diagnosis and classification of diabetes mellitus. Diabetes Care 2005; 28: S37-42 FOSSATI P, MEDICCI R. Abstract Book. International Symposium on Cholesterol Control and Cardiovascular Diseases: Prevention and Therapy. Milan, Italy, 1987. Apud: Bayer Corporation, Diagnostic Division, Tarrytown, N.Y., Cholesterol-Fast color. FOSSATI P, PRENCIPE L. Serum triglycerides determined colorimetrically with an enzyme of low-density lipoprotein cholesterol in plasma without use of the preparative ultracentrifuge. Clin Chem 1982; 28: 2077-2080. BURSTEIN M, SCHOLNICK HR, MORFIN R. Rapid method for the isolation of lipoproteins from human serum by precipitation with polyanions. J Lipid Res 1970; 11:583-595. FRIEDEWALD WT, LEVY RI, FREDRICKSON DS. Estimation of the concentration of low-density lipoprotein cholesterol in plasma, without use of the preparative ultracentrifuge. Clin Chem 1972; 18: 499-502. BARHAM D, TRINDER P. An improved colour reagent for the determination of blood glucose by the oxidase system. Analyst 1972; 97: 142-145 FOSSATI P, PRINCIPE L, BERTI G. Use of 3,5-dichloro-2 hydroxybenzenesulfonic acid/4-aminophenazone chromogenic system in direct enzymic assay of uric acid in serum and urine. Clin Chem 1980; 26: 227-231. AUER J, WEBER T, BERENT R, LASSNIG E, LAMM G, EBER B. Genetic polymorphisms in cytokine and adhesion molecule genes in coronary artery disease. Am. J. Pharmacogenomics 2003; 3: 317–332 LISTI F, CARUSO C, BALISTRERI C, GRIMALDI M, CARUSO M, CAIMI G, et al. PECAM-1/CD31 in infarction and longevity. Ann NY Acad Sci 2007; 1100: 132-139. HINGORANI A. Resolving inconsistency in the results of genetic association studies of cardiovascular disease. Clin Sci. 2004; 107: 251-53. Revista Chilena de Cardiología - Vol. 27 Nº2, 2008