Nailet Arráiz Rodríguez
Doctor en Ciencias Biológicas
Centro de Investigaciones Endocrino-Metabólicas “Dr. Félix Gómez”. Sección de Biología Molecular
Resumen
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) ocupan el primer lugar entre las causas de morbilidad y mortalidad a nivel mundial. La observación bien documentada de la predisposición familiar a padecer ECV, junto al avance vertiginoso en técnicas de análisis de ADN y la disponibilidad de secuencias del genoma humano, han orientado la investigación de alteraciones généticas relacionadas con el desarrollo de ECV. Debido a que la ECV está directamente relacionada con alteraciones en los niveles plasmáticos de lípidos, el principal esfuerzo en investigación genética de ECV está dirigido a la identificación de mutaciones o polimorfismos en genes involucrados en la síntesis, transporte y metabolismo de lipoproteínas. Las alteraciones en algunos genes candidatos, tales como LDLR, APOB-100, APOE, LPA, LPL, HL, CETP, APOA1, APOA2 y LCAT han sido bien caracterizadas, demostrándose su asociación a riesgo ECV en diversas poblaciones. Los estudios genéticos no solo permiten definir la contribución de alteraciones de genes en el desarrollo del fenotipo de ECV, sino también mejorar la comprensión de su fisiopatología y definir nuevas alternativas de tratamiento de la enfermedad cardiovascular a través de la identificación de nuevas moléculas y posibles blancos terapéuticos.
Palabras clave: enfermedad cardiovascular, gene, mutaciones, polimorfismo, hipercolesterolemia
Abstract
The cardiovascular diseases (CVD) is one of the main leading causes of death worldwide. The observation documented of familial predisposition to suffer CVD, combined with vertiginous advance in DNA analysis techniques and the availability of human genome sequences, has led to the investigation of genetic alterations related to development of ECV. Because the ECV directly is related to alterations in the plasma lipid levels, the main effort in genetic investigation of ECV is directed to the identification of mutations or polymorphisms in genes involved in lipoprotein synthesis, transport and metabolism. The alterations in some genes candidates, such as LDLR, APOB-100, APOE, LPA, LPL, HL, CETP, APOA1, APOA2 and LCAT have been well characterized, demonstrating its association to risk ECV in different populations. The genetic studies not only allow to define the contribution of genes alterations in the development of the ECV phenotype, but also to improve the understanding of their physiopatology and to define new alternatives of treatment of the cardiovascular disease through the identification of new molecules and possible therapeutic targets.
Keywords: cardiovascular disease, gene, mutations, polymorphisms, hypercholesterolaemia
]]> Recibido: 06/11/2006 Aceptado: 13/12/2006Introducción
Las enfermedades cardiovasculares (ECV) siguen ocupando el primer lugar entre las causas de morbilidad y mortalidad a nivel mundial, a pesar del progreso sustancial en el conocimiento de su etiopatogenia y tratamiento1,6.
Entre los factores de riesgo cardiovascular mejor caracterizados se encuentran las alteraciones crónicas de la concentración de lípidos plasmáticos5,7, la cual depende no solo de la ingesta alimentaria, sino también de la síntesis y metabolismo de las lipoproteínas, que a su vez están condicionadas por la actividad de diversos productos génicos. Dada la importancia y la gran diversidad de proteínas que participan en el transporte y metabolismo de lípidos, es de esperar que cualquier defecto en los genes codificantes para estas proteínas, constituyan condicionantes genéticos que predisponen la aparición de dislipidemias bien definidas y en consecuencia, al desarrollo de ECV.
En virtud de la heterogeneidad genética de la ECV, en esta revisión se seleccionaron algunos loci genéticos bien caracterizados a nivel molecular (Figura 1), cuyos productos génicos cumplen un papel clave en la homeostasis lipídica y se han identificado diversas mutaciones en dichos loci que dan origen a alteraciones fenotípicas marcadas desde el punto de vista bioquímico y clínico8.
Se debe resaltar que el fenotipo de cualquier enfermedad compleja multifactorial, tal como la ECV, estará definido por las variaciones en los genes, el número de alelos por gen, su frecuencia relativa, las interacciones gen-gen y gen-ambiente que influirán de una manera interindividual en el mayor o menor riesgo cardiovascular. Aunque los marcadores genéticos no se han introducido como herramienta diagnóstica de rutina en el laboratorio clínico, en algunos países se están utilizando para la estimación de gradientes fenotípicos de riesgo individual y a nivel de poblaciones, con la esperanza de intervenir oportunamente el estilo de vida de las poblaciones de riesgo y alcanzar estrategias terapéuticas adecuadas para cada genotipo.
Alteraciones genéticas asociadas a hipercolesterolemia e hipertrigliceridemia y riesgo de enfermedad cardiovascular
Gen LDLR: receptor de LDL-c e Hipercolesterolemia familiar (FH)
Las LDL o LDL-colesterol (LDL-c) es un complejo macromolecular que transporta colesterol y ésteres de colesterilo desde el hígado hasta otros tejidos periféricos, donde el colesterol es introducido a las células a través de receptores de LDL (LDLR). La LDL se une a su receptor para ser internalizado en la célula por un proceso de endocitosis mediado por receptor9 (Figura 2). Este transporte representa el principal mecanismo que regula la concentración plasmática de colesterol, por lo cual el deterioro del transporte conduce a hipercolesterolemia, uno de los factores predisponentes del desarrollo prematuro de enfermedad cardiaca coronaria.
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Uno de los defectos genéticos mejor caracterizados es la hipercolesterolemia familiar (FH), una condición autosómica dominante explicada por mutaciones en el gen LDLR, codificante del receptor de LDL-c10,12. La FH se caracteriza por niveles elevados de colesterol y lipoproteínas de baja densidad LDL-c, como consecuencia de defectos en el transporte de colesterol, el déficit de receptores o una alteración funcional de receptores celulares.
El gen LDLR se localiza en el brazo pequeño del cromosoma 19 (19p13.1-13.3)8, (Figura 2) y contiene 18 exones codificando los seis dominios funcionales de la proteína madura: péptido señal, dominio de unión del ligando, factor tipo precursor de crecimiento epidermal (EGF), dominios transmembrana y citoplasmático8. Aunque las mutaciones detectadas en LDLR están distribuidas en toda la extensión del gen, éstas predominan en los exones 3, 4 y 9 que codifican para el dominio de unión del ligando10,14. La correlación genotipo/fenotipo de la mayoría de las mutaciones no está completamente disponible, debido a insuficientes datos clínicos en varios reportes.
Para mantener niveles normales de LDL-c se requieren los dos alelos normales del gen de LDLR, de manera que cuando uno de los alelos es defectuoso, se manifiesta la FH heterocigota, una de las enfermedades hereditarias más frecuentes, con una prevalencia de 1:500 en la mayoría de poblaciones estudiadas10,12,13. Si uno de los alelos es defectuoso, el individuo expresará solo la mitad de los receptores en la superficie celular, por lo cual se elevan los niveles de colesterol y LDL-c. La FH monocigota es muy rara, afectando 1:106 de personas y como es de esperar, el cuadro es más severo. El fenotipo bioquímico de FH se caracteriza por niveles elevados de colesterol superiores a 450 mg/dl (>11,64nmol/L), alcanzando cifras alarmantes de 700-1000 mg/dl en individuos homocigotos y en el rango de 200 a 400 mg/dl (5,17-10,34 nmol/L) en heterocigotos10,13,15.
Desde la infancia, los pacientes con FH homocigota, presentan manifestaciones cardiovasculares con cardiopatía isquémica grave en la adolescencia. La FH heterocigota también se manifiesta precozmente desarrollando aterosclerosis severa entre 30 y 50 años e infarto al miocardio antes de los 50 años, además desarrollan signos visibles de depósitos de colesterol: xantomas tendinosos, de piel, xantelasmas y arco corneal. Los valores de triglicéridos y VLDL son normales o solo ligeramente elevados y disminuye la concentración de HDL-c.
Gen APO B-100: ligando del receptor de LDL-c y Apoliproteína B defectuosa familiar (FDB) (hipercolesterolemia tipo B)
De acuerdo a lo anterior, la elevada concentración de LDL-c puede ser explicada por alteraciones en el receptor de LDL-c, sin embargo, el inadecuado transporte de colesterol también ocurre por defectos genéticos en el ligando del receptor LDLR, es decir de la apolipoproteína B-100 (ApoB-100), la principal apolipoproteína en LDL (Figura 2). Este defecto autosómico dominante conocido como apolipoproteína B-100 defectuosa familiar (FDB), se debe a mutaciones en el gen APOB-100 codificante de la apoproteína16,18, localizado en el brazo corto del cromosoma 2 (2p24-p23)8.
Las mutaciones en APOB-100 no afecta la remoción de VLDL circulante, la cual se une al receptor de LDL vía apolipoproteína E, de manera que el defecto en el ligando conduce a hiperlipidemia menos severa que la FH, debida a mutaciones en el receptor. La incidencia de mutaciones heterocigotas FDB en descendientes europeos, norteamericanos y la mayoría de las poblaciones estudiadas se ha estimado en 1:500 a 1:70016,20, un valor equivalente al estimado para mutaciones asociadas a FH12, incrementando así la incidencia de hipercolesterolemia de etiología genética y desarrollo de ECV a nivel mundial, razón por la cual es recomendable llevar a cabo estudios de poblaciones a gran escala para la detección de mutaciones FH y FDB.
La mayoría de las mutaciones en APOB-100, se localizan en una región del exón 26 que flanquea el codón 3500 del gen. Debido a que esta región codifica para el dominio de unión de ApoB-100 al receptor de LDL, las mutaciones afectan el transporte de LDL al interior celular, conduciendo al incremento de la concentración de LDL circulante.
La primera mutación descrita en el gen APOB-100 y la mas frecuente en la mayoría de poblaciones estudiadas es una transición G®A que resulta en una sustitución Arg3500®Gln en el dominio de unión de apoproteína B-100 al receptor de LDL-c17,20. Otras mutaciones descritas para FDB son sustituciones Arg3500®Trp (CGG®TGG), el mismo codón señalado anteriormente21-23 y Arg3531®Cys, ambas afectando el dominio de unión de ApoB-100 al receptor de LDL22,23. Las mutaciones en APOB-100 también se asocian a elevado riesgo de ECV y los niveles de colesterol están en el mismo rango de lo encontrado en FH, aunque pueden ser ligeramente menores.
La apoproteína E (ApoE) es una proteína de 299 aminoácidos que se sintetiza en el hígado e intestino y es un componente principal de los quilomicrones, lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y algunas lipoproteínas de alta densidad (HDL). Su función principal es el el aclaramiento hepático de quilomicrones y VLDL, mediante su papel de ligando de los receptores hepáticos y la regulación de la producción de VLDL, asi como la lipólisis de las mismas por la lipoproteín lipasa (LPL). En individuos normales, los quilomicrones y las VLDL son removidos rápidamente de la circulación por endocitosis mediada por receptor en el hígado. En la hiperlipoproteinemia o hiperlipidemia tipo III (HLP III), los niveles plasmáticos de colesterol y triglicéridos incrementan como consecuencia del transporte defectuoso de quilomicrones y las VLDL, debido a un defecto en la apolipoproteína E, lo cual puede dar lugar a xantomatosis y a enfermedad vascular coronaria y/o periférica prematura24,26. De los genes candidatos involucrados en el fenotipo ECV, Apo E es el más extensamente caracterizado.
El gen codificante, APOE se localiza en el brazo largo del cromosoma 19 (19q13.2)8, (Figura 1), siendo un gen polimórfico con tres alelos codominantes, a saber: E2, E3 y E4 (ε2, ε3 y ε4), los cuales difieren por la sustitución de uno o dos codones para los resíduos 112 y 15824,25,27. La E2 tiene cisteína en ambas posiciones; E4 tiene Arg en ambas y la E3 tiene cisteína en posición 112 y arginina en posición 158. La combinación de los tres alelos da origen a seis genotipos posibles: E2/E2, E3/E2, E3/E3, E3/E4, E4/E4, E4/E224,26,30. El genotipo se determina mediante análisis de restricción de un fragmento de la ApoE que incluye la región polimórfica (Figura 3).
En poblaciones caucásicas, la frecuencia de alelos ε2, ε3 y ε4 son: 0,08, 0,77 y 0,15 respectivamente24,26,30, mientras que la frecuencia de estos alelos varía en otras poblaciones, pero siempre predominando el alelo ε326,28,30. Los polimorfismos en APOE se asocian con variaciones en los niveles plasmáticos de colesterol30,31, donde los individuos con el alelo ε2 tienen niveles de colesterol un 10% menores que el valor promedio, mientras que los que expresan el alelo ε4 exhiben valores de colesterol un 10% por encima del promedio de individuos homocigotos para ε330,33.
La frecuencia del alelo E4 es alta en los países del norte de Europa y Estados Unidos y baja en Japón y al sur de Europa, de hecho, esta frecuencia se corresponde con la prevalencia de cardiopatía isquémica en dichas regiones29,33,34. La asociación entre el alelo E4 y la presencia de cardiopatía isquémica ha sido reforzada en diversos estudios tanto en hombre como en mujeres35,37, lo cual parece estar relacionado con un predominio en estos pacientes de LDL pequeñas y densas (LDL pd), las cuales son mas propensas a oxidación34,38,39. Se ha reportado que los portadores del fenotipo E3/E4 tienen el doble de riesgo de sufrir infarto al miocardio que los sujetos E3/E3 y en estudios necróticos se ha reportado lesiones arterioescleróticas en aorta torácica, abdominal y coronaria derecha muy avanzadas y extensas34.
El genotipo de la ApoE puede explicar un elevado porcentaje de la variabilidad en los niveles plasmáticos de colesterol total y LDL, sin embargo su influencia varía en diferentes poblaciones en función del contenido de grasas saturadas y colesterol en la dieta. En diferentes estudios en los cuales se toma como referencia el alelo E3, si en el genotipo está presente el alelo E2, se observan niveles mas bajos de colesterol total y LDL-c, mientras que la presencia del alelo E4 se asocia con niveles más elevados de colesterol y LDL-c31,35,38.
La asociación de polimorfismos de APOE e hipercolesterolemia resulta de mas difícil interpretación en pacientes con hiperlipidemia familiar tipo III (HLP III). La mayoría de los pacientes con HLP III son homocigotos para la isoforma E2, afectando aproximadamente 1:1000 a 1:5000 de la población general26,29. Raramente el desorden ocurre con los fenotipos heterocigotos EE2 y se requieren factores genéticos y/o ambientales adicionales para el desarrollo del desorden, debido a que solamente 1-4% de los homocigotos EÈ2 desarrolla HLP III familiar29,31. Los estudios funcionales de la unión de ApoE al receptor LDLR, han demostrado que la isoforma ApoE2 posee solamente un 1% de la afinidad de unión comparada con las isoformas Apo E3 y Apo E4 y esta disminución en la afinidad de Apo E2 parece explicar la menor tasa de remoción de las lipoproteínas que contienen dicha isoforma36,37.
El desarrollo del fenotipo HLP III es dependiente de la edad, siendo raramente evidente antes de la tercera década. Las manifestaciones clínicas incluyen una pigmentación naranja característica en los pliegues palmares, xantomas estriados, tuberoeruptivos de codos y rodillas, xantomas tendinosos, arco corneal, intolerancia a la glucosa y aterosclerosis precoz. La hiperlipoproteinemia III puede ser debido a otros defectos hereditarios primarios en el metabolismo de la apolipoproteína o secundario a otras condiciones tales como hipotiroidismo, lupus eritematoso sistémico o acidosis diabética. Puesto que el defecto en este desorden implica el sistema exógeno del transporte del colesterol, el grado de hipercolesterolemia es sensible al nivel del colesterol en la dieta.
Gen LPA: lipoproteína A y enfermedad cardiaca coronaria
La apo(a) y el plasminógeno derivan de un gen ancestral común y presentan importantes homologías estructurales, caracterizadas por la presencia de dominios rígidos en triple bucle (“kringle”), estabilizados por puentes disulfuro40,41. El plasminógeno está constituido por 5 módulos o dominios y una región catalítica (Figura 4), de los cuales, los módulos 1 y 4, poseen un sitio de unión con los residuos de lisina de la fibrina y de las proteínas de las membranas celulares. La transformación del plasminógeno en plasmina se debe a la activación de un puente peptídico situado dentro de la región catalítica y esta activación permite la organización del sitio activo y el inicio de la actividad de la plasmina. La apo(a) está constituida por un número variable de copias del módulo 4 del plasminógeno y de una copia del módulo 5 y de la región catalítica41,42 (Figura 4). El número variable de copias de este módulo determina la existencia de múltiples isoformas de apo(a), por lo que su peso molecular puede variar de 300 a 800 kD43,44.
La homología estructural entre la apo(a) y el plasminógeno condiciona un efecto competitivo que conduce a la unión preferencial de la Lp(a) con los residuos lisina de la fibrina (Figura 4) y a la inhibición de la unión del plasminógeno y de la cantidad de plasmina generada en la superficie de la fibrina en células endoteliales, monocitos y plaquetas45,46. La hipofibrinólisis y la acumulación de colesterol son las consecuencias directas de la presencia de Lp(a) en la superficie de la fibrina: la apo(a) inhibe la generación de plasmina, promoviendo la trombosis y la fracción lipoproteína de baja densidad favorece el aporte de colesterol47. Además, a través de estudios inmunohistológicos, se ha demostrado que Lp(a) también promueve la oxidación de LDL y proliferación de células musculares lisas. Lp(a) y apolipoproteina A se localizan en las placas ateroscleróticas, consistente con su rol directo en la genesis de ECV48.
Lp(a) constituye uno de los marcadores de riesgo cardiovascular más importantes y cobra mayor significado si se correlaciona con niveles elevados de LDL-c. Aunque el patrón de herencia es variable en diferentes grupos raciales, la elevación en Lp(a) es comúnmente encontrada en pacientes menores de 60 años con enfermedad cardiaca coronaria y se considera que niveles de Lp(a) superiores a 0,3 g/L se asocian a alto riesgo de ECV49,50.
En el gen APOA, localizado en el cromosoma 6 (6q26-q27)8, (Figura 1) se han identificado polimorfismos que consiste en números variables de unidades repetidas del módulo 4 y el número de repeticiones se relaciona inversamente con los niveles plasmáticos de Lp(a)44,51,52. El tamaño de cada alelo varía en función del número de secuencias repetitivas correspondientes al módulo 4 y se han identificado en total 34 isoformas de apo(a). Si el tamaño de la región hipervariable es pequeño y la molécula es corta, en general la concentración plasmática de la Lp(a) está elevada; si la molécula de apo(a) es larga, la concentración plasmática de ésta es baja. A pesar de que esta relación inversa entre tamaño de los alelos de apo(a) y concentración de Lp(a) no siempre se observa, lo importante es saber si el riesgo atribuido a la Lp(a) está ligado o no con las isoformas de apo(a) de bajo peso molecular. Recientes trabajos han encontrado diferencias en la distribución de los diversos alelos de apo(a) entre los pacientes con aterosclerosis y las isoformas de bajo peso molecular B, S1 y S2 se encuentran más frecuentemente en los sujetos portadores de insuficiencia coronaria44,47,49,51 que muestran igualmente niveles elevados de Lp(a), lo que sugiere que los alelos cortos de apo(a) contribuyen a la aterogenesis aumentando la concentración plasmática de Lp(a).
Gen LPL: Lipoprotein lipasa, ApoCII y dislipidemia familar tipo I o quilomicronemia familiar
La enzima lipoprotein lipasa (LPL) juega un papel clave en el metabolismo lipídico, al hidrolizar partículas ricas en trigicéridos, quilomocrones y VLDL en músculo, tejido adiposo y macrófagos, generando ácidos grasos libres y glicerol para utilizar en gasto y almacén de energía. Así mismo cumple un papel importante en la interacción de ligandos de lipoproteínas y receptores53. El gen LPL se localiza en el brazo corto del cromosoma 8 (8p22)8 (Figura 1), con 10 exones extendidos en una región de 30 Kb codificando una proteína de 475 aminoácidos, la cual es procesada a proteína madura de 448 aminoácidos8. Cualquier mutación en el gen LPL, que resulte en una deficiencia parcial de la enzima causará un incremento en la concentración de triglicéridos y es responsable de los fenotipos conocidos como quilomicronemia familiar, dislipidemia familiar tipo I o hipertrigliceridemia familiar, enfermedades monogénicas con herencia autosómica recesiva, que cursan con hipertrigliceridemia pura, con valores de triglicéridos de 300 a 800 mg/dl, colesterol menor de 240 mg/dl, aumento de VLDL y quilomicrones y disminución en LDL-c y HDL-c53,54. Los síntomas se presentan en la edad adulta, con xantomas eruptivos, dolor abdominal, hepatoesplenomegalia y pancreatitis aguda y riesgo de enfermedad cardiovascular54,55. La hipertrigliceridemia familiar se presenta en la mitad de los familiares de primer grado.
Hasta ahora se han caracterizado algunas variantes de LPL, debido a sustituciones de aminoácidos en diferentes posiciones. En la variante de LPL D9N ocurre una sustitución del aminoácido ácido aspártico por asparagina en el codón 956, mientras que la variante N291S, la sustitución es de una asparagina por un residuo de serina en el codón 29153,57, las cuales se asocian con incrementos de 9% y 14% en niveles plasmáticos de triglicéridos, respectivamente. Se han reportado altas frecuencias de estas variantes en pacientes con ECV o con hiperlipidemias, comparadas con individuos saludables55,57. Otras mutaciones frecuentes son las sustituciones de glicina por glutamina en codón 188 y serina por un codón de terminación en el codón 44758. Otras mutaciones responsables de deficiencia en LPL asociadas a quilomicronemia incluyen: A176T, G188E, S244T, P207L, I194T, R243H, R243C, G142E, además de algunas delecciones e inserciones8.
La actividad enzimática de LPL también disminuye como consecuencia de mutaciones en el gen APOC2, localizado en el cromosoma 19q(8) (Figura 1) y codificante de la apoproteína CII, un activador esencial de LPL, sin embargo, la hipertrigliceridemia familiar debido a mutaciones en este gen son menos frecuentes que las variantes del gen LPL59.
Gen HL: Lipasa hepática y fenotipo de hiperlipidemia familiar combinada
La hiperlipidemia familiar combinada (FCH) es un desorden lipídico de etiología genética con una frecuencia de 1-2% en la población y explica el 10 al 20% de enfermedad arterial coronaria prematura60,61. Los individuos afectados exhiben hipercolesterolemia y/o hipertrigliceridemia y elevadas concentraciones de ApoB, con valores de HDL-c disminuidos. Además de este fenotipo primario, en algunos casos FCH se asocia a un incremento en partículas de LDL pequeñas y densas (LDLpd) y una disminución de HDL-colesterol, un patrón lipídico asociado a un incremento en riesgo cardiovascular, llamado colectivamente fenotipo de lipoproteinemia aterogénica (ALP)60,62. Debido a este patrón lipídico tanto en FCH como ALP, se ha propuesto que son desórdenes relacionados, aunque su relación no está bien establecida. Se han demostrado alteraciones en loci genéticos comunes entre familias tanto FCH como ALP, asociados a la presencia de LDLpd y elevado riesgo de enfermedad coronaria60. Entre los loci caracterizados se incluyen genes de manganeso superóxido dismutasa, proteína transportadora de ésteres de colesterilo/lecitin:colesterol acil transferasa y AI-CIII-AIV60,63.
Debido a la naturaleza poligénica de FCH/ALP, en los últimos años se investigan activamente otros defectos genéticos relacionados y entre los nuevos genes candidatos se ha confirmado la asociación de polimorfismos en el gen de la lipasa hepática con el patrón lipídico aterogénico descrito. El gen HL se localiza en la banda cromosómica 15q15-q22 (Figura 1) y contiene 9 exones que se extienden hasta 60 Kpb con capacidad codificante para una proteína de 476 aminoácidos8. Diversos estudios han reportado una relación inversa entre la actividad de LH y niveles de HDL-colesterol63-66, de hecho, los ratones transgénicos que sobreexpresan LH exhiben una disminución marcada de HDL-colesterol y este efecto se ha relacionado con la actividad fosfolipasa de LH67. Los humanos y roedores deficientes en LH exhiben partículas LDL de mayor tamaño comparados con individuos con niveles normales de LH, lo cual se explica por la actividad triglicérido hidrolasa de LH, involucrada en la captura hepática de lipoproteínas ricas en triglicéridos, consistente con el papel de LH en la conversión de VLDL a LDL68. El papel dual de LH como fosfolipasa y triglicérido hidrolasa podría explicar la disminución de HDL-c y la sobreproducción de partículas LDL pequeñas y densas en pacientes con FCH.
Una gran variedad de estudios relacionan polimorfismos en la región promotora del gen LH (polimorfismos C-480T y C-514T) con disminución en los niveles plasmáticos de HDL-c62,63,65,66, sin embargo, llama la atención que la asociación del alelo -514T no se observa en pacientes del sexo femenino. Hasta ahora se desconoce este efecto sexo-específico, para el cual se ha sugerido otras modificaciones funcionales en el gen no identificadas hasta el presente. Otras variantes alélicas descritas asociadas a deficiencia en LH son sustituciones T383M y S267F8.
La edad de inicio de las manifestaciones clínicas en FCH es tardía, con elevaciones de los niveles plasmáticos de lípidos y apoB en la tercera década de la vida, mientras que las manifestaciones de cardiopatía isquémica ocurren habitualmente alrededor de los 50 años, aunque se han descrito casos en edad infantil. La expresión clínica externa de la hiperlipidemia es escasa y raramente se observa arco corneal, xantelasmas y xantomas.
Alteraciones genéticas asociadas a bajos niveles de hdl-colesterol y riesgo de enfermedad cardiovascular
Gen CETP: proteína transferasa de ésteres de colesterilo
La proteína transferasa de ésteres de colesterilo (CETP) media el intercambio de lípidos entre lipoproteínas. Estimula la transferencia de triglicéridos (TG) desde VLDL hasta HDL y LDL, intercambiando ésteres de colesterilo, resultando en una transferencia neta de ésteres de colesterilo desde HDL a otras lipoproteínas y la captura de colesterol en el hígado. Cuando hay altos niveles de CETP, las HDL son enriquecidas en TG, convirtiéndose en sustrato para la lipasa hepática, de manera que los TG son hidrolizados y ApoA-I es degradada en células tubulares renales, con la consecuente disminución de HDL e incrementando el potencial aterogénico. Pues bien, esto ocurre cuando CETP alcanza altos niveles de expresión en individuos que presentan algunos polimorfismos en el gen codificante CETP (16q21)8, (Figura 1), siendo el mas frecuente y mejor caracterizado el polimorfismo TaqIB en el intrón 1, el cual se asocia con el desarrollo temprano de aterosclerosis69,70. La presencia del polimorfismo se conoce como variante B1 y su ausencia como variante B2. A través del estudio del polimorfismo en 807 pacientes japoneses con aterosclerosis coronaria documentada por angiografía, se demostró que la variante B1 se asocia a elevados niveles plasmáticos de CETP y muy bajas concentraciones de HDL-c con progresión a aterosclerosis, pero con buena respuesta al tratamiento con pravastatina70.
La deficiencia en CETP se ha descrito exclusivamente en familias japonesas, con una incidencia de 5,1% para la mutación D442G, debido a una transición G®A en el exón 15 y 0,5% de una transición G®A en el sitio donador de splicing del intrón 14, ambas asociadas a elevados niveles de HDL2 ricas en colesterol esterificado71,73, debido a la ausencia de intercambio de triglicéridos con otras lipoproteínas74. El efecto de esta deficiencia sobre el desarrollo de ECV ha sido ampliamente debatido, proponiéndose desde un efecto protector antiaterogénico que incrementa la longevidad en los individuos deficientes en CETP, hasta una importante incidencia de accidentes cerebrovasculares y coronarios75.
En humanos se considera que aproximadamente el 50% de las alteraciones de HDL-c se explica por defectos genéticos de carácter poligénico en varios loci cromosomales (Figura 1) que controlan la expresión de apolipoproteínas (A-I, A-II, C-II, C-III y Apo A-IV)76,81 y de la enzima lecitin: colesterol acil transferasa (LCAT). La hipoalfalipoproteinemia se hereda en forma autosómica dominante y cursa con niveles de HDL-c menores de 35 mg/dl con valores en el rango de 20 y 29 mg/dl con un elevado potencial aterogénico. Se han reportado múltiples variantes genéticas en genes de apolipoproteína tipo delecciones76,77,81, inversiones78 sustituciones79,80 en genes codificantes de apoliporoteinas, todos asociados a cuadros severos de enfermedad arterial prematura.
LCAT: lecitin:colesterol acil transferasa: el gen se localiza en el cromosoma 16 (16q22.1)8 (Figura 1), con 6 exones extendidos en 4.200 pb, con capacidad codificante para una proteína de 416 aminoácidos. La enzima se sintetiza en hígado y circula en plasma formando un complejo con las HDL, participando en el transporte inverso de colesterol y es de esperar, que su deficiencia conduzca a la acumulación de colesterol libre en los tejidos. La deficiencia de LCAT es una enfermedad hereditaria con una prevalencia estimada de 1/1.000.000, en la mayoría de poblaciones estudiadas82. La deficiencia absoluta de LCAT impide la esterificación de colesterol en todas las lipoproteínas, sin embargo, cuando hay déficit parcial de la enzima LCAT, condición conocida como “enfermedad del ojo de pez”, no hay actividad esterificante de colesterol exclusivamente en las HDL, preservándose la actividad en las lipoproteínas que contienen ApoB.
Las alteraciones del gen LCAT que determinan la deficiencia absoluta, incluyen inserciones y sustituciones que causan inactivación de la proteína, entre las cuales se han reportado transiciones C®T en codón 147 del exón 4, (W147R)83, G®A en el codón 293 en el exón 6 (M293I), una inserción de 3 pares de bases en el exón 4, introduciendo una glicina en una región helicoidal de la proteína y la sustitución N228K84. En la deficiencia parcial de LCAT, la mutación mejor caracterizada es una transición C®T que resulta en una sustitución de treonina por isoleucina en el codón 123 (T123I) de la proteína(85), sin embargo se ha incrementado el número de mutaciones asociadas al fenotipo “ojo de pez”, entre ellas, T347M85, N131D86, delección de del codón 300 (L) y otras menos frecuentes85,86,88.
Tanto la deficiencia total como parcial son desórdenes autosómicos recesivos y están acompañados de un gran incremento en las concentraciones plasmáticas de colesterol no esterificado, que van desde un 40% en la enfermedad del ojo del pez, hasta un 70% en la deficiencia total de LCAT85,87,88,. Otra mutación responsable de deficiencia parcial de LCAT, reportada recientemente,es una transición C a T que produce una sustitución de arginina por triptofano en el codón 14785,88.
Las manifestaciones clínicas incluyen opacidad corneal, anemia y problemas renales en la deficiencia absoluta de LCAT, mientras que en la deficiencia parcial, el rasgo distintivo es el arco corneal, sin alteraciones hemáticas ni renales, con cifras plasmáticas disminuidas de HDL-colesterol que podrían ser menores de 10 mg/dL, con lo que se produce un mayor riesgo de aterosclerosis, con manifestaciones de cardiopatía coronaria precoz.
Utilidad de los marcadores genéticos en la prevención de la enfermedad cardiovascular
En ausencia de predisposición genética, todos los individuos de una población podrían responder de la misma manera a una agresión ambiental, de manera que el desarrollo de una enfermedad, como el caso particular de la ECV, debería ser proporcional al nivel de exposición al estímulo ambiental, sin embargo, una simple observación de la realidad nos demuestra que individuos expuestos a factores de riesgo, tales como dieta, hábito tabáquico y otros, no exhiben el mismo fenotipo de enfermedad cardiovascular. Por esta razón, para el estudio de una enfermedad multifactorial como ECV se deben explorar alteraciones en varios loci de genes candidatos e incluir en el análisis de riesgo, los factores ambientales que pueden modular el fenotipo y de esta manera, integrar todos los factores clínicos, bioquímicos y genéticos para estimar el nivel de riesgo de ECV mas cercano a la realidad.
El uso de marcadores genéticos cobra cada vez mayor relevancia para el diagnóstico precoz y estimación de riesgo de ECV, siendo de indiscutible valor en poblaciones de niños y adolescentes, debido a que permite la correcta identificación del producto génico alterado y la integración de los resultados de la interacción entre los condicionantes genéticos y los factores ambientales que inciden sobre el fenotipo, con la posibilidad de adoptar medidas nutricionales y terapéuticas adecuadas y oportunas, de acuerdo a los mecanismos moleculares que estén alterados. Para la incorporación de marcadores genéticos de ECV en el laboratorio clínico, debemos plantearnos el tipo de marcadores que deben ser analizados, seleccionando solo aquellos que estén bien caracterizados a nivel molecular y que determinen realmente un riesgo significativo de padecer enfermedad cardiovascular.
Agradecimiento
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