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DETECCIÓN DE POLIMORFISMOS GENÉTICOS ASOCIADOS A
ATEROESCLEROSIS EN PACIENTES CON SÍNDROME HUTCHINSONGILFORD.
Rocío P. Mariaud-Schmidt a,b,c, E. Bañuelos-Rodríguez a, A.R. Jaloma-Cruz c, M.P.
Gallegos-Arreola b, R. Brihuega a, A.L. Zamora-Perez a, M. G. Fuentes-Lerma a, P. BarrosNúñez c.
a
Instituto de Investigación en Odontología, Departamento de Clínicas Odontológicas
Integrales, División de Disciplinas Clínicas, Centro Universitario de Ciencias de la Salud,
Universidad de Guadalajara, [email protected]
b
Laboratorio de Genética Molecular, División de Medicina Molecular, Centro de
Investigación Biomédica de Occidente, IMSS.
c
Laboratorio de Bioquímica III, División de Genética, Centro de Investigación Biomédica
de Occidente, IMSS.
RESUMEN
Un grupo de padecimientos humanos denominados síndromes progeroides, entre los cuales destaca la
progeria clásica o síndrome progeria Hutchinson-Gilford (SPHG), (1/8’000,000) mimetizan el proceso normal
de envejecimiento. Estos pacientes desarrollan también ateroesclerosis temprana, la cual lleva al infarto de
miocardio y produce la muerte en el 75% de los casos.
Determinar si los polimorfismos génicos asociados con el desarrollo de la ateroesclerosis en población
general, están presentes en los pacientes con SPHG.
Mediante la reacción en cadena de la polimerasa (RCP), se detectaron los alelos ε2, ε3 y ε4 del gen APO-E,
los alelos X- y X+ del polimorfismo XbaI del gen APO-B y los alelos T y C del polimorfismo C677T del gen
MTHFR en un grupo de ocho pacientes con SPHG.
De los tres alelos analizados como marcadores de riesgo de ateroesclerosis, en el grupo de pacientes con
SPHG estudiados, el alelo ε4 de APO-E, no tiene relación con el padecimiento. El alelo X- de APO-B, así
como el alelo T y en especial el genotipo T/T de MTHFR que se encuentran en el límite de la significancia
podrían estar relacionados con el desarrollo de la ateroesclerosis en los pacientes con SPHG.
INTRODUCCIÓN
Para elucidar los mecanismos del envejecimiento se han postulado diversas hipótesis y una variedad de
estrategias y modelos han sido utilizados para intentar conocer su naturaleza. Entre las líneas de investigación
más importantes se incluyen la del daño oxidativo, el acúmulo de mutaciones en ADN mitocondrial,
acortamiento telomérico, genes de longevidad y enfermedades crónico-degenerativas, entre otras la
ateroesclerosis. La ateroesclerosis (del Griego athero: pulpa y esclerosis: endurecimiento) es un proceso que,
en circunstancias normales, representa una respuesta a los daños sufridos por el endotelio y las células de
músculo liso de la pared arterial, y consta de la formación de lesiones fibrosas y fibrolipídicas, precedida y
acompañada por inflamación. Consiste de dos procesos: uno degenerativo y otro regenerativo, que
inicialmente afectan la capa íntima y finalmente la media en las bifurcaciones de las arterias principales (1).
Las placas fibrosas incrementan en tamaño y se proyectan dentro del lumen arterial, impidiendo el flujo
sanguíneo. Las lesiones tempranas de ateroesclerosis usualmente inician antes de los 10 años de edad, pero el
principal impacto de la ateroesclerosis en los humanos se manifiesta en edades avanzadas. Inicia con la
retención subendotelial de lipoproteínas aterogénicas ricas en colesterol. Una vez retenidas, estas
lipoproteínas provocan una cascada de respuestas que conducen a la enfermedad arterial. La retención de las
lipoproteínas ha mostrado ser un requerimiento esencial en el modelo murino para la ateroesclerosis (2-4). El
infarto al miocardio constituye la principal causa de mortalidad (5).
Envejecimiento prematuro
George Martin en 1996, (citado por Kipling D. et al.) (5) propuso un abordaje alternativo para el estudio del
envejecimiento, el cual consiste en analizar enfermedades que presentan algunas características de este
proceso. A este grupo de enfermedades se les denomina “síndromes progeroides”, y aunque no muestran
todas las características del envejecimiento, mimetizan diversos aspectos de éste, presentándose como un
cuadro de envejecimiento prematuro (5). Algunos de los síndromes progeroides encontrados en el ser humano
son: Acrogeria, Poikiloderma congénito o Rothmund-Thomson, Cockayne, Werner y Hutchinson-Gilford
(6,7).
El síndrome progeria Hutchinson-Gilford, (SPHG) conocido también como
progeria clásica, fue descrito por primera vez en la literatura médica por Sir
Jonathan Hutchinson en 1886 y desde entonces se han reportado más de 100 casos.
Los primeros pacientes fueron redescritos en 1897 y 1904 por Gilford, quien
propuso el término de “progeria” para el síndrome y describió sus características
postmortem (8).Recientemente fue identificada una mutación en el gen LMNA la
cual es responsable del SPHG (9). La incidencia de este síndrome es de 1 en
8’000,000 de individuos nacidos vivos, se presenta con más frecuencia en varones
que en mujeres 1.5:1 y es más común en blancos que en negros 97:3. (6, 8-11).Los
rasgos clínicos son característicos y aunque al nacimiento suelen mostrar sólo
cianosis en tercio mediofacial, punta nasal fina y piel que semeja escleroderma, en
la niñez tardía muestran otras características más evidentes como son: alopecia
generalizada, venas visibles en cuero cabelludo, ojos prominentes, micrognatia,
apariencia de pajarito, pabellones auriculares protruyentes con ausencia de lóbulos,
dentición anormal y retrasada, voz aguda y uñas distróficas, tórax en forma de pera, clavículas cortas,
extremidades largas con articulaciones prominentes, estatura corta, peso disminuído con respecto a su altura,
maduración sexual incompleta y disminución de grasa subcutánea, excepto suprapúbica. La exposición al sol
desarrolla áreas de hiperpigmentación y sudoración disminuída (6).
Los cambios patológicos observados en los pacientes con SPHG incluyen algunos rasgos del proceso de
envejecimiento normal, sobre todo en piel, articulaciones y miocardio (6); Baker et al., en 1981 (citado por
Dyck et al.) (12), revisaron las anormalidades cardiovasculares más frecuentes en los síndromes Werner y
Hutchinson-Gilford y encontraron que la principal causa de muerte es infarto al miocardio debido a la
formación de placas ateroescleróticas en el sistema cardiovascular, lo que provoca la muerte en
aproximadamente el 75% de estos pacientes, usualmente en la segunda década de la vida.
Se han descrito numerosos marcadores moleculares relacionados con el desarrollo de la ateroesclerosis, entre
ellos se encuentran el alelo 4 del gen APO-E (13-18), X del polimorfismo XbaI del gen APO-B (19-23), y
T del polimorfismo C677T del gen MTHFR (24-32).
MATERIAL Y METODOS
Muestra de Estudio. Ocho pacientes que reunieron los criterios clínicos diagnósticos de SPHG fueron
incluidos en el estudio: dos alemanes, un francés, un inglés, dos argentinos y dos mexicanos.
Tipo de Muestra. Se tomó una muestra de folículos capilares, a partir de los cuales se hizo la extracción de
ADN, esta se realizó a partir de folículos de cabello, siguiendo los métodos descritos por Higuchi R, et al.
(33).
Análisis Estadístico.
Las frecuencias genotípicas fueron estimadas mediante el método de conteo génico y, por medio de chi
cuadrada, se compararon las frecuencias de cada marcador con las reportadas en la literatura, empleando el
programa de RXC para MS-DOS (34),especial para muestras pequeñas . Aunque el tamaño de la muestra en
el presente estudio se reduce a ocho pacientes, dada la baja frecuencia de este padecimiento, la muestra aquí
estudiada estaría representando a una población de aproximadamente 64 millones de individuos.
Aspectos Éticos. Se ha mantenido el anonimato de los pacientes y se obtuvo el consentimiento informado de
participación en el estudio en todos los casos.
RESULTADOS.
APO-E. En el presente estudio analizamos las frecuencias alélicas y genotípicas de ocho pacientes con SPHG
y las comparamos con las reportadas en la literatura en individuos caucásicos sanos. Los resultados obtenidos
no mostraron diferencia estadísticamente significativa, por lo que podemos suponer que el alelo 4 no
participa directamente en el desarrollo de ateroesclerosis en los pacientes con SPHG.
APO-B. Los resultados en el presente estudio, nos muestran un mayor número de alelos X en los pacientes
con SPHG. De los 14 alelos analizados para este polimorfismo, 11 de ellos fueron X (78%), y sólo tres X.
La comparación de la frecuencia de este alelo con la de población Caucásica sana (p =0.05) se encuentra en el
límite de la significancia estadística. Así mismo se observó sólo un ligero incremento del estado homocigoto
del alelo de susceptibilidad a ateroesclerosis (57%).
Cabe destacar que el 100% de los pacientes en los que se observó el producto amplificado (7/8), mostraron el
alelo X. Dado el evidente predominio de este alelo en los pacientes con SPHG es importante esclarecer su
relación con la patogénesis de la ateroesclerosis en ellos, en un estudio posterior que incluya un mayor
número de pacientes.
MTHFR. Se sabe que en los homocigotos (T/T) para el polimorfismo C677T de MTHFR, se incrementa tres
veces el riesgo para desarrollar enfermedad cardiovascular (26-30) comparado con población general. En
nuestros resultados, las frecuencias del genotipo homocigoto T/T (p = 0.05), así como el alelo T (p = 0.05) en
los pacientes con SPHG, se encontraron en el límite de la significancia respecto a la población Caucásica
sana, por lo que podemos sugerir la existencia de una relación más directa de este alelo (T) con el desarrollo
de ateroesclerosis en estos pacientes. En la Figura 2 se ejemplifica mediante un gel la identificación de
algunos de los alelos del gen MTHFR.
198 pb
175 pb
1
2
M
3
Figura 2.. Identificación de alelos del gen MTHFR mediante electroforesis en gel de poliacrilamida al 6% (29:1).
Carril 1= alelos C/C, se observa una banda de 198 pb. Carril 2= alelos C/T, se observa una banda de 198 pb y otra de
175pb. M= Marcador de peso molecular de 25 pb, carril 3= alelos C/C, se observa una banda de 198 pb.
De los tres alelos analizados como marcadores de riesgo de ateroesclerosis, en el grupo de pacientes con
síndrome progeria Hutchinson-Gilford estudiados, el alelo 4 de APO-E parece no tener relación con el
padecimiento. El alelo X del polimorfismo XbaI del gen APO-B así como el alelo T y en especial el
genotipo T/T del polimorfismo C677T del gen MTHFR que se encuentran en el límite de la significancia
podrían estar relacionados con el desarrollo de ateroesclerosis en los pacientes con SPHG.
CONCLUSIÓN
Un grupo numeroso de factores tanto genéticos como ambientales han sido involucrados en el desarrollo del
proceso aterogénico. Las evidencias logradas indican sin embargo que ninguno de ellos, en forma exclusiva,
ocasiona la enfermedad. Al parecer varios de ellos deben interactuar en forma compleja para desencadenar el
padecimiento. Un hecho indudable es que la ateroesclereosis está íntimamente relacionada con el proceso de
envejecimiento, el cual es otro de los campos fundamentales de investigación de la medicina moderna. Hace
algunos años, George Martin (5) propuso que los síndromes progeroides podrían ser un modelo muy
interesante para el estudio del envejecimiento, ya que en estos pacientes se mimetizan algunas de las
características del proceso normal de envejecimiento. Resulta pues interesante conocer si los factores
relacionados con el desarrollo de ateroesclerosis en población abierta, están también involucrados en la
aterogénesis de los pacientes con SPHG. Desafortunadamente no ha sido posible el estudio bioquímico o
enzimático en estos pacientes, que nos permitan establecer las concentraciones de lípidos o la actividad de la
enzima MTHFR. Tampoco existe, a nuestro conocimiento, ningún estudio publicado que establezca dicha
situación en estos pacientes. Seguramente la determinación bioquímica de estos sujetos complementará más
eficientemente el conocimiento sobre la aterogénesis en los pacientes con síndrome progeria HutchinsonGilford.
BIBLIOGRAFÍA
1. R Ross, “The pathogenesis of atherosclerosis: a perspective for the 1990s”, Nature, Vol. 362, 1993, pp.
801-808.
2. T. J. Tegos, E, Kalodiki ,M.M. Sabetai, A.N. Nicolaides, “The genesis of atherosclerosis and risk factors:
A review”, Angiology; Vol. 52,2001, pp 89-98.
3. J. C. Necoechea, “Factores Trombogénicos”, Rev Mex Cardiol.,Vol. 10, 1999, pp.70-84.
4. K. J. Williams, I. Tabas, “The response-to-retention hypotesis of atherogenesis reinforced”, Curr Opin
Lipidol., Vol. 9, 1998, pp. 471-474.
5. D. Kipling, R.G.A. Faragher, “Progeroid syndromes: probing the molecular basis of aging?”, Mol
Pathol., Vol. 50, 1997, pp. 234-241.
6. A. J. Badame, “Progeria”, Arch Derm., Vol. 125, 1989, pp. 540-544.
7. J. Oshima, W.T. Brown, G.M. Martin, “No detectable mutations at Werner helicase locus in progeria”,
Lancet, Vol. 384, 1996, pp. 1106.
8. F. L. DeBusk, “The Hutchinson-Gilford progeria syndrome. Report of 4 cases and review of the
literature”, J. Pediatr., Vol.80, 1972, pp.697-724.
9. M. Eriksson, W.T. Brown, L.B. Gordon, M. W. Glynn, J. Singer, L. Scott, M. R. Erdos, C. M. Robbins,
T. Y. Moses, P. Berglund, A. Dutra, E. Pak, S. Durkin, A. B. Csoka, M. Boehnke, T. W. Glover, F. S.
Collins, “Recurrent de novo point mutations in lamin A cause Hutchinson-Gilford progeria syndrome”,
Nature, Vol. 423, 2003; pp.293-298.
10. W. T. Brown, J. Abdenur, P. Goonewardena, R. Alemzadeh, M. Smith, S. Friedman, C. Cervantes, S.
Bandyopadhyay, A. Zaslav, S. Kunaporn, A. Serotkin, F. Lifshitz, “Hutchinson-Gilford progeria
syndrome: Clinical, chromosomal and metabolic abnormalities”, Am. J. Hum. Genetics., Vol. 47 A50
Abstr 1990.
11. K. J. Sweeney, A. S. Weiss, “Hyaluronic Acid in progeria and the aged phenotype?”, Gerontology, Vol.
38, 1992, pp.139-152.
12. J. D. Dyck, T. E. David, B. Burke, G. D. Webb, M. A. Henderson, R.S. Fowler, “Management of
coronary artery disease in Hutchinson-Gilford syndrome”. J. Pediatr. Vol.111, 1987, pp.407-410.
13. R. W. Mahley, S. C. Rall, “Type III Hyperlipoproteinemia (Dysbetalipoproteinemia): The Role of
Apolipoprotein E in Normal and Abnormal Lipoprotein Metabolism” in The Metabolic & Molecular
Bases Of Inherited Disease (International Edition. Mc GrawHill, New York, 2001.), Volume II, Chapter
119, pp. 2840.
14. F. Schächter, L. Faure-Delanef, F. Guènot, H. Rouger, P. Froguel, L. Lesueur-Ginot, “Genetic
associations with human longevity at the APOE and ACE loci”, Nat. Genet. Vol. 6,1994, pp. 29-32.
15. E. Sklavounou, E. Economou-Petersen, G. Karadima, M. Panas, D. Avramopoulos, A. Varsou, D.
Vassilopoulos, M. B. Petersen, “Apolipoprotein E polymorphism in the Greek population”, Clin. Genet.
Vol. 52, 1997, pp. 216-218.
16. R. M. Corbo, R. Scacchi, “Apolipoprotein E (APOE) allele distribution in the world. Is APOE*4 a
‘thrifty’ allele?”, Ann. Hum. Genet., Vol. 63, 1999, pp. 301-310.
17. F. M. Van Bockxmeer , C.D. S. Mamotte, “Apolipoprotein ε4 homozygosity in young men with coronary
heart disease”, Lancet, Vol.340, 1992, pp. 879-880.
18. M. Eto, K.Watanabe, I. Makino, “Increased frequencies of apolipoprotein 2 and 4 alleles in patients
with ischemic heart disease”, Clin. Genet., Vol. 36, 1989, pp. 183-188.
19. J. P. Kane, R. J. Havel, “Disorders of the Biogenesis and Secretion of Lipoproteins Containing the B
Apolipoproteins” in The Metabolic & Molecular Bases Of Inherited Disease (International edition. Mc
Graw Hill, New York, 2001), Volume II, Chapter 115, pp 2721
20. N. B. Myant, J. Gallagher, M. Barbir, G. R. Thompson, D. Wile, S. E. Humphries, “Restriction fragment
length polymorphisms in the apo B gene in relation to coronary artery disease”, Atherosclerosis, Vol. 77,
1989, pp. 193-201.
21. P.S. Hansen, I. C. Klausen, L. Lemming, L. U. Gerdes, N. Gregersen, O. Faergeman, “Apolipoprotein B
gene polymorphisms in ischemic heart disease and hypercholesterolemia: effects of age and sex”, Clin.
Genet. Vol. 45, 1994, pp. 78-83.
22. M. V. Monsalve, R. Young, J. Jobsis, S. A. Wiseman, S. Dhamu, J. T. Powell, R. M. Greenhalgh, S. E.
Humphries. DNA polymorphisms of the gene for apolipoprotein B in patients with peripheral arterial
disease. Atherosclerosis, 1988,70:123-129.
23. R. A. Hegele, L. S. Huang, P.N. Herbert, C. B. Blum, J. E. Buring, C. H. Hennekens, J. L. Breslow,
“Apolipoprotein B-gene DNA polymorphisms associated with myocardial infarction”, N. Eng. J. Med.,
Vol.315, 1986, pp. 1509-1515.
24. S.S. Kang, P. W. Wong, A. Susmano, J. Sora, M. Norusis, N. Ruggie, “Thermolabile
methylenetetrahydrofolate reductase: an inherited risk factor for coronary artery disease”, Am. J. Hum.
Genet., Vol. 48, 1991, pp. 536-545.
25. R. F. Franco, A. G. Araujo, J. F. Guerreiro, J. Elion, M. A. Zago, “Analysis of the 677 C-T mutation of
the methylenetetrahydrofolate reductase gene in different ethnic groups”, Thromb. Haemost., Vol. 79,
1998, pp. 119-121.
26. M. Födinger, W. H. Hörl, G. Sunder-Plassmann, “Molecular biology of 5,10-methylenetetrahydrofolate
reductase”, J. Nephrol., Vol. 13, 2000, pp. 20-33.
27. J. A. Schneider, D.C. Rees, Y.T. Liu, J. B.Clegg, “Worldwide distribution of a common
methylenetetrahydrofolate reductase mutation. (Letter to the editor)”, Am. J. Hum.Genet., Vol.62, 1998,
pp.1258-1260.
28. L.A. J. Kluijtmans, P.W. Lambert, J. van den Heuvel, G. H. J. Boers, P. Frosst,E. M. B. Stevens, B. A.
van Oost, M. den Heijer, F. J. M. Trijbels, R. Rozen, H. J. Blom, “Molecular genetic analysis in mild
hyperhomocysteinemia: A common mutation in the methylenetetrahydrofolate reductase gene is a genetic
risk factor for cardiovascular disease”, Am. J. Hum. Genet., Vol. 58, 1996, pp.35-41.
29. T. Ou, K. Yamakawa, T. Arinami, H. Amemiya, H. Fujiwara, K. Kawata, M. Saito, S. Kikuchi, Y.
Noguchi, Y. Sugishita, H. Hamaguchi, “Methylenetetrahydrofolate reductase and apolipoprotein E
polymorphisms are independent risk factors for coronary heart disease in Japanese: a case-control study”,
Atherosclerosis, Vol. 1998, pp.23-28.
30. L. Todesco, C. Angst, P. Litynski, F. Loehrer, B. Fowler, W. E. Haefeli, “Methylenetetrahydrofolate
redcutase polymorphism, plasma homocysteine and age”, Eur. J. Clin. Invest. Vol. 29,1999, pp. 10031009.
31. L. D. Botto, Q. Yang, “5,10-Methylenetetrahydrofolate reductase gene variants and congenital
anomalies: A Huge reviews”, Am. J. Epidemiol. Vol. 151, 2000, pp. 862-877.
32. K. Prasad, “Homocysteine, a risk factor for cardiovascular disease”, Internatl. J. Angiol., Vol. 8, 1999,
pp. 76-86.
33. R. Higuchi, C. H. von Berddingen, G. F. Sensabaugh, H.A. Erlich, “DNA typing from single hairs”,
Nature, Vol. 332, 1988, pp. 543-545.
34. D. A. Roff, P. Bentzen, “The statistical analysis mitochondrial DNA polymorphisms: 2 and the problem
of small samples”, Mol. Biol. Evol., Vol. 6, 1989, pp. 539.