Μελέτη κλινικά σημαντικών γενετικών πολυμορφισμών του ανθρώπινου γονιδιώματος σε σχέση με παθήσεις του καρδιαγγειακού συστήματος

Abstract

Cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide. The most frequent and severe cardiovascular disease is coronary artery disease resulting from coronary arteries’ atherosclerosis. Though many risk factors that increase the risk of coronary artery disease have been identified, such as high levels of LDL- and total cholesterol, hypertension, diabetes mellitus and smoking, researchers have focused on the genetic background of coronary artery disease by analyzing genetic factors that either independently or in interaction with known risk factors may contribute to the pathogenesis of the disease. Genetics of cardiovascular disease is a wide field consisting of association studies of gene polymorphisms with disease. Coronary artery disease is a multifactorial disease of complex genetic aetiology and thus there are reports on many gene candidates. The selection of studied gene polymorphisms is based on the physiology and pathophysiology of the involved system with coronary artery disease and the alterations that polymorphisms of these genes may cause. The association studies of gene polymorphisms with coronary artery disease evaluate and compare the frequency of gene polymorphisms between patients and healthy controls. The present study is an association study investigating the association of selected gene polymorphisms with coronary artery disease. Our aim is to determine the possible association of gene polymorphisms with coronary artery disease in Greek coronary artery disease patients and to analyze their interaction with patient characteristics, such as previous myocardial infarction, hypertension and diabetes or according to their smoking habits. We further assessed the synergistic effect on analyzed gene polymorphisms through gene score application. A total of 154 coronary artery bypass graft surgery patients and 155 non- coronary artery disease controls were included in the study. We have selected this patient atherosclerotic model, as coronary artery bypass graft surgery is a critical well documented endpoint of atherosclerotic coronary artery disease. The control group consisted of healthy individuals with no clinical evidence of coronary artery disease and also without medical record of coronary artery disease, myocardial infarction or other cardiovascular disease. In total of participants we have genotyped the following polymorphisms: M235T and T174M polymorphisms of angiotensinogen gene (AGT), I / D polymorphism of angiotensin I converting enzyme gene (ACE), A1166C polymorphism of angiotensin II type 1 receptor (AT1R), -786T> C and G894T polymorphisms of the endothelial synthase of nitric oxide gene (eNOS) and the alleles ε2, ε3 and ε4 of apolipoprotein E gene (apoE). AGT, ACE and AT1R gene polymorphisms lead to hyperactivity of renin-angiotensin-aldosterone system, eNOS gene polymorphisms are associated with reduced endothelial synthesis of NO, while ε2 and ε4 alleles of apoE affect cholesterol levels. All analyzed polymorphisms potentially affect the pathophysiology of coronary artery disease through altered physiology of the systems they are componets.

Οι παθήσεις του καρδιαγγειακού συστήματος αποτελούν την κύρια αιτία θανάτου της σύγχρονης εποχής. Η κυριότερη σε βαρύτητα και συχνότητα καρδιαγγειακή νόσος είναι η στεφανιαία νόσος που απορρέει από την αθηροσκλήρωση των στεφανιαίων αγγείων. Πολλοί παράγοντες κινδύνου που αυξάνουν τον κίνδυνο εμφάνισης της στεφανιαίας νόσου έχουν προσδιοριστεί, όπως τα υψηλά επίπεδα LDL- και ολικής χοληστερόλης, η υπέρταση, ο σακχαρώδης διαβήτης και το κάπνισμα. Για τη διερεύνηση του γενετικού υπόβαθρου της στεφανιαίας νόσου, το ενδιαφέρον των ερευνητών έχει στραφεί στη μελέτη των γενετικών παραγόντων που -είτε ανεξάρτητα είτε σε αλληλεπίδραση με τους γνωστούς παράγοντες κινδύνου- μπορεί να συμβάλλουν στην εμφάνιση της νόσου. Το πεδίο της γενετικής των καρδιαγγειακών παθήσεων στηρίζεται στη μελέτη συσχέτισης γονιδιακών πολυμορφισμών με την εμφάνιση της νόσου. Η επιλογή των γονιδιακών πολυμορφισμών πραγματοποιείται σύμφωνα με την αλλαγή που προκαλούν στη φυσιολογία του συστήματος που συμμετέχουν και κατ’ επέκταση στην παθοφυσιολογία της νόσου. Οι μελέτες συσχέτισης γονιδιακών πολυμορφισμών με τη στεφανιαία νόσο μελετούν και συγκρίνουν τη συχνότητα εμφάνισης των γονιδιακών πολυμορφισμών ανάμεσα σε ασθενείς και υγιείς ως προς το φαινότυπο της νόσου. Η παρούσα μελέτη είναι μία μελέτη συσχέτισης επιλεγμένων γονιδιακών πολυμορφισμών με τη στεφανιαία νόσο. Σκοπός της εργασίας είναι ο προσδιορισμός της πιθανής συσχέτισης των γονιδιακών πολυμορφισμών με τη στεφανιαία νόσο στον Ελληνικό πληθυσμό και η ανάλυση της αλληλεπίδρασής τους με συνυπάρχουσες παθολογικές καταστάσεις των ασθενών, όπως η ύπαρξη προηγούμενου εμφράγματος του μυοκαρδίου, υπέρτασης, διαβήτη καθώς και σύμφωνα με τις καπνιστικές τους συνήθειες. Ένας επιπλέον στόχος της μελέτης είναι η εφαρμογή του μοντέλου του γενετικού αθροίσματος, ώστε να εκτιμήσουμε τη συνολική επίδραση του συνδυασμού των πολυμορφισμών με τη στεφανιαία νόσο. Στη μελέτη συμμετείχαν συνολικά 309 άτομα. Από αυτά, 154 συνιστούν την ομάδα των ασθενών και πρόκειται για ασθενείς με βαριά αθηροσκληρωτική στεφανιαία νόσο που έχουν υποβληθεί σε επέμβαση αορτοστεφανιαίας παράκαμψης. Επιλέχθηκαν ασθενείς που έχουν υποβληθεί σε επέμβαση αορτοστεφανιαίας παράκαμψης ως μοντέλο αθηροσκλήρωσης, καθώς αποτελούν μία καλά χαρακτηρισμένη ομάδα ασθενών ως προς το φαινότυπο της στεφανιαίας νόσου. Οι υπόλοιποι 155 συμμετέχοντες συνιστούν την ομάδα ελέγχου και πρόκειται για υγιή ως προς τη στεφανιαία νόσο άτομα, χωρίς κλινικά ευρήματα της νόσου ή ιατρικό ιστορικό άλλων καρδιαγγειακών παθήσεων σε αντιστοιχία φύλου με τους ασθενείς. Στο σύνολο των συμμετεχόντων αναλύθηκαν οι πολυμορφισμοί Μ235Τ και Τ174Μ του γονιδίου του αγγειοτενσινογόνου (AGT), I/D του γονιδίου του μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης Ι (ACE), A1166C του γονιδίου του υποδοχέα τύπου 1 της αγγειοτενσίνης ΙΙ (AT1R), -786T>C και G894T του γονιδίου της ενδοθηλιακής συνθετάσης του μονοξειδίου του αζώτου (eNOS) και τα αλληλόμορφα ε2, ε3 και ε4 του γονιδίου της απολιποπρωτεΐνης Ε (apoE). Οι πολυμορφισμοί των γονιδίων AGT, ACE και AT1R που μελετήθηκαν οδηγούν σε υπερενεργότητα του συστήματος Ρενίνης - Αγγειοτενσίνης - Αλδοστερόνης, οι πολυμορφισμοί του γονιδίου eNOS σχετίζονται με μειωμένη σύνθεση του ΝΟ στο ενδοθήλιο, ενώ τα αλληλόμορφα ε2 και ε4 της apoE επιδρούν στα επίπεδα χοληστερόλης. Στο σύνολό τους οι πολυμορφισμοί που μελετήθηκαν, μέσω των συστημάτων που εντοπίζονται, πιθανώς επηρεάζουν την παθοφυσιολογία της στεφανιαίας νόσου.