Η επίδραση πολυμορφισμών των β2-αδρενεργικών υποδοχέων σε ασθενείς με ισχαιμική καρδιοπάθεια στον ελληνικό πληθυσμό

Abstract

Introduction: Heart failure (HF) is widely recognised as a progressive process, which is adrenergically activated and involves several physiopathological mechanisms and genetic polymorphisms. An increase in cardiac sympathetic drive is one of the earliest neurohormonal responses occurring in patients with heart failure, and may be one of the major causes of progressive remodeling leading to the decline in myocardial function and the poor prognosis of patients with heart failure. The mainstay of our current medical therapy is the use of different neurohormonal antagonists including b-blockers. The beneficial effects of b-blockers in HF have been clearly demonstrated in different clinical trials, and result from a number of alterations in the activation and deactivation of adrenergic receptor pathways. Previous studies suggest that polymorphisms of the adrenergic receptors might alter the risk for heart failure and the response to treatment with b-blockers. However, the complex haplotypes resulting from combinations of individual polymorphisms have not yet been investigated, and firm conclusions or recommendations for patient management cannot be made because of the low patient numbers in each of the study groups. In our study, we examined the frequency and impact of the polymorphisms of b2 adrenergic receptors Gln27Glu, Arg16Gly and Arg19Cys to the Greek population of patients with ischaemic heart failure. Methods: The study population consisted of 136 controls and 155 heart failure patients, who were symptomatic in NYHA class II-IV, stable coronary artery disease confirmed by angiography or history of myocardial infarction and recent echocardiography with left ventricular systolic function estimated ≤35%. Consent and venous blood samples were obtained from all patients during admission to the protocol, followed by DNA isolation and PCR with either sequencing (48 HF patients and 52 controls) or restriction enzyme digestion (107 HF patients and 84 controls) to analyse genotyping. Results: The results suggest that there was no difference in the allele distribution between controls and HF patients for Gln27Glu and for Arg16Gly. However, there was a difference between the two groups in terms of the distribution for Arg19Cys. The Arg19Cys category was most common for controls, but following analysis of the alleles Arg/Cys in the groups this significant difference was not confirmed (P-value=0.445). The results suggested no strong evidence that any of the patient characteristics varied between the three categories regarding Gln27Glu polymorphism but there was evidence of significant difference in the occurrence of a previous MI which was higher in the Gln27Gln patients (P-value=0.02) vs Gln27Glu / Glu27Glu. The results also suggested there was no statistically significant difference between the three Arg16Gly categories for the majority of the patient characteristics, but significant difference was observed in the proportion of diabetes which was lower in the Gly16Gly patients (P=0.01). A final set of analyses compared the differences in patient characteristics between the three different Arg19Cys categories. Difference between categories was observed for the occurrence of a previous MI (P=0.009), and also in terms of the use of betablockers (P=0.008). The small number of patients investigated for polymorphisms Arg16Gly and Arg19Cys and overall the fact that there was no follow-up of the patients, highlight certain limitations in terms of safe conclusions. Conclusions: In the present study we examined the frequency and impact of different polymorphisms of b2 adrenergic receptors in a Greek population of heart failure patients with severely impaired left ventricular systolic function. We have demonstrated that there is no statistically significant difference in the frequency of polymorphisms between HF patients and controls, but patients with Gln27Glu / Glu27Glu and carriers of allele Cys (Arg19Cys or Cys19Cys) had reduced incidence of myocardial infarction. It was also found that Gly16Gly patients had significantly reduced incidence of diabetes mellitus. However the exact mechanisms by which polymorphisms of beta adrenergic receptors exert their biological effects in ischaemic heart failure are still not clear and further studies are required to evaluate the contribution of polymorphisms in the pathophysiology of heart failure.

Εισαγωγή: Η καρδιακή ανεπάρκεια αποτελεί σύνθετο κλινικό σύνδρομο, με ποικίλους παράγοντες να συμμετέχουν στην παθογένεση και εξέλιξη της νόσου όπως η ενεργοποίηση του αυτόνομου νευρικού συστήματος. Η διέγερση του συμπαθητικού συστήματος κατέχει πρωτεύοντα ρόλο και συνεπάγεται σειρά νευροορμονικών μηχανισμών που οδηγούν σε προοδευτική αναδιαμόρφωση και έκπτωση της κοιλιακής λειτουργίας με συνέπεια την επιβαρυμένη πρόγνωση και συμπτωματολογία των ασθενών. Στα πλαίσια της φαρμακευτικής αγωγής ασθενών με καρδιακή ανεπάρκεια, η χορήγηση β-αναστολέα κατέχει θεμελιώδη ρόλο καθώς συνεπάγεται μεταβολή στον αριθμό και τη δραστικότητα των αδρενεργικών υποδοχέων. Προηγούμενες μελέτες υποστήριξαν ότι πολυμορφισμοί των αδρενεργικών υποδοχέων μπορεί να αυξάνουν τον κίνδυνο καρδιακής ανεπάρκειας και την ανταπόκριση των ασθενών στην αγωγή με β-αναστολείς. Παρόλα αυτά η πολυπλοκότητα του φαινομένου που προκύπτει από το συνδυασμό πληθώρας πολυμορφισμών και την αλληλεπίδραση αυτών με άλλους συμβαλλόμενους παράγοντες, καθώς και οι μικροί αριθμοί ασθενών που συνήθως έχουν χρησιμοποιηθεί, καθιστούν δύσκολη την διαπίστωση ασφαλών συμπερασμάτων. Στην παρούσα μελέτη εξετάσαμε τη συχνότητα και την επίδραση των πολυμορφισμών Gln27Glu, Arg16Gly και Arg19Cys των β2 αδρενερεργικών υποδοχέων στον ελληνικό πληθυσμό, σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια ισχαιμικής αιτιολογίας. Μέθοδοι: Συμπεριλήφθηκαν συνολικά 291 άτομα, 136 άτομα ταξινομήθηκαν στην ομάδα ελέγχου και 155 άτομα στην ομάδα καρδιακής ανεπάρκειας (συμπτωματικοί ασθενείς σε NYHA class II-IV, σταθερή στεφανιαία νόσο τεκμηριωμένη στεφανιογραγικά ή με ιστορικό εμφράγματος και με πρόσφατη υπερηχογραφική μελέτη με κλάσμα εξώθησης της αριστερής κοιλίας ≤35%). Από τον πληθυσμό αυτό, κατά την είσοδό του στο πρωτόκολλο και μετά από συγκατάθεση, έγινε λήψη φλεβικού αίματος που ακολουθήθηκε από απομόνωση DNA, αντίδραση αλυσιδωτής πολυμεράσης (PCR) και ανάλυση των γονοτύπων με ανάλυση νουκλεοτιδικής αλληλούχισης (48 ασθενείς και 52 control) ή πέψη με περιοριστικό ένζυμο (107 ασθενείς και 84 control). Aποτελέσματα: Δεν διαπιστώσαμε στατιστικά σημαντική διαφορά στην κατανομή αλληλίων μεταξύ ασθενών ΚΑ και controls σε ότι αφορά στους πολυμορφισμούς Gln27Glu και Arg16Gly. Αρχικά διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στην κατανομή γονοτύπων μεταξύ των δύο ομάδων για τον πολυμορφισμό Arg19Cys (Ρ-value=0.002), μετά όμως από ανάλυση της κατανομής των αλληλίων σε ασθενείς και control δεν διαπιστώνεται στατιστικά σημαντική διαφορά (Ρ-value=0.445). Κατά την επιμέρους ανάλυση των χαρακτηριστικών ασθενών ΚΑ, διαπιστώθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των αλληλίων Gln και Glu (Gln27Gln vs Gln27Glu / Glu27Glu) με προστατευτική δράση του αλληλίου Glu27 στην εμφάνιση εμφράγματος του μυοκαρδίου (P-value=0.02). Σε ότι αφορά στον πολυμορφισμό Arg19Cys, υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά στην συχνότητα προηγούμενου εμφράγματος (Ρ=0.009) και στην φαρμακευτική αγωγή με β-αναστολέα (Ρ=0.008). Συγκεκριμένα η πλειοψηφία των ασθενών με γονότυπο Αrg19Arg είχαν ιστορικό προηγούμενου εμφράγματος του μυοκαρδίου και συνεπώς η παρουσία του αλληλίου της Cys φαίνεται πως δρα προστατευτικά. Επίσης η χορήγηση β-αναστολέα ήταν υψηλότερη στην κατηγορία των ετεροζυγωτών (όλοι οι ασθενείς υπό β-αναστολέα) και χαμηλότερη στην κατηγορία των Cys19Cys, όπου μόνο το 33% ελάμβανε συστηματικά β-αναστολέα. Σε ότι αφορά στον πολυμορφισμό Arg16Gly παρατηρήθηκε προστατευτική δράση του αλληλίου Gly στην εμφάνιση σακχαρώδη διαβήτη (P-value=0.01). O μικρός αριθμός των ατόμων που μελετήθηκαν ως προς τους πολυμορφισμούς Arg19Cys or Cys19Cys αλλά και η απουσία προοπτικής παρακολούθησης του συνόλου των ασθενών καθιστούν δύσκολη την ανάπτυξη ασφαλών συμπερασμάτων και συσχέτισης των αποτελεσμάτων με την πρόγνωση των ασθενών. Συμπεράσματα: Στην παρούσα μελέτη εξετάσαμε τη συχνότητα και επίπτωση διαφορετικών πολυμορφισμών των β2 αδρενεργικών υποδοχέων στον ελληνικό πληθυσμό και συγκεκριμένα σε ασθενείς με καρδιακή ανεπάρκεια ισχαιμικής αιτιολογίας και σοβαρή συστολική δυσλειτουργία της αριστερής κοιλίας. Διαπιστώθηκε ότι δεν υπάρχει στατιστικά σημαντική διαφορά στη συχνότητα των πολυμορφισμών μεταξύ ασθενών ΚΑ και control, όμως ασθενείς με Gln27Glu / Glu27Glu και φορείς του αλληλίου Cys (Arg19Cys or Cys19Cys) είχαν μειωμένη επίπτωση εμφράγματος του μυοκαρδίου. Βρέθηκε επίσης ότι ασθενείς με γονότυπο Gly16Gly είχαν μειωμένα ποσοστά εμφάνισης σακχαρώδη διαβήτη. Παρόλα αυτά δεν είναι σαφείς οι ακριβείς μηχανισμοί που αφορούν στους πολυμορφισμούς των αδρενεργικών υποδοχέων και συμμετέχουν στην καρδιακή ανεπάρκεια ισχαιμικής αιτιολογίας και άλλες μελέτες χρειάζονται να αποσαφηνίσουν τους μηχανισμούς αυτούς.