e suscettibilità genetica
per aneurisma aortico addominale
I
l gene LRP5 (low-density lipoprotein re- ceptor–related protein 5) codifica un re- cettore transmembrana per le lipoproteine a bassa densità, ed è stato identificato come gene coinvolto nel controllo della massa e della densità ossea. Inoltre, crescenti evi- denze sono disponibili di un suo significati- vo coinvolgimento nel metabolismo lipidico e del glucosio.Inizialmente, il gene LRP5 è risultato es- sere strettamente correlato al metabolismo dell’osso. In particolare, mutazioni che de- terminano perdita di funzione della protei- na codificata dal gene causano la sindrome OPPG (osteoporosis pseudoglioma), carat- terizzata da grave osteoporosi e cecità pre- coce, e sono significativamente associate all’insorgenza, in età giovanile, di patologie correlate a bassa densità ossea. Dati succes- sivi hanno, inoltre, mostrato come questo gene sia fondamentale nella via di segnala- zione di Wnt e della β-catenina negli osteo- blasti (Cui et al. 2011; Monroe et al.. 2012).
Più recenti ed ancora da consolidare sono le evidenze che indicano un coinvol- gimento del gene LRP5 nel metabolismo del glucosio ed in quello lipidico. In parti- colare, dati di letteratura ottenuti in un mo- dello di topo indicano come, alimentando topi doppi knock-out per i geni Apoe e Lrp5
Autore di contatto: S. Galora, Dipartimento di Area Criti- ca, Medico Chirurgica, università di Firenze, SOD Malattie Aterotrombotiche, AOu Careggi, Firenze.
Anno: 2012 Mese: April Volume: 60 No: 2
Rivista: MINERVA CARDIOANGIOLOGICA Cod Rivista: MINERVA CARDIOANGIOL
Lavoro: 3060-MCA
titolo breve: Polimorfismi del gene lrp5 primo autore: Galora
110 MINERVA CARDIOANGIOLOGICA April 2012
GALORA POLIMORFISMI DEL GENE LRP5
mune (con frequenza 0,376) A-G-G-G si- gnificativamente associato con il fenotipo obesità.
Recentemente, il nostro gruppo, median- te la valutazione dei profili di espressione genica globale con tecnologia microarray in soggetti affetti da aneurisma aortico ad- dominale (AAA) e soggetti di controllo, ha dimostrato l’alterazione di diversi geni coin- volti nel processo biologico del metaboli- smo lipidico. tra i geni differenzialmente espressi associati al metabolismo lipidico, avevamo osservato, in particolare, una di- minuita espressione nei pazienti con AAA rispetto ai controlli, del gene LRP5 (Giusti
et al.. 2009). I dati ottenuti con tecnologia
microarray erano stati quindi confermati sia nei pazienti in cui erano stati eseguiti profili di espressione genica che in una casistica più ampia di pazienti e controlli median- te valutazione dell’espressione genica con tecnologia real time PCR. In questo lavoro abbiamo anche ipotizzato che il gene LRP5 potesse avere un ruolo nel catabolismo del- la lipoproteina (a), noto fattore di rischio aterotrombotico. Abbiamo, inizialmente, confermato che i livelli di Lp(a) sierica sono significativamente più elevati nei pazienti affetti da AAA rispetto ai controlli. Abbia- mo, inoltre, osservato che la concentrazio- ne di Lp(a) è correlata all’espressione del gene LRP5: infatti pazienti con livelli sieri- ci di Lp(a) maggiori di 300 mg/L mostrano una ridotta espressione del messaggero del gene LRP5 rispetto a pazienti con concen- trazioni di Lp(a) minori di 300 mg/L.
Sulla base di queste premesse scopo del presente studio è stato quello di valutare il ruolo di polimorfismi nel gene LRP5 nel de- terminare la suscettibilità genetica per AAA. A tal fine abbiamo studiato 423 soggetti affetti da AAA e 423 soggetti di controllo comparabili per età e sesso. In questi sog- getti abbiamo effettuato la genotipizzazio- ne di 7 polimorfismi a singolo nucleotide (SNP) del gene LRP5 mediante tecnologia taqMan e relativi saggi specifici; i 7 poli- morfismi (rs667126, rs3736228, rs4988300, rs3781590, rs312016, rs556442, rs627174) sono stati scelti sia sulla base dei dati di let- teratura che mediante la selezione di tag- remnants dei chilomicroni e secrezione di
glucosio indotta dell’insulina dalle isole pancreatiche.
Il locus del gene Lrp5 è stato correlato anche con il diabete di tipo 1 nell’uomo, ma vi sono indicazioni che riguardano una sua correlazione anche con il diabete di tipo 2 (Saarinen et al.. 2010). Anche nei topi knock-out per il gene Lrp5, infatti, si assiste ad una diminuzione significativa dei livelli di mRNA di molecole fondamentali per il metabolismo del glucosio, come la famiglia di fattori trascrizionali HNF, le glucochinasi ed i recettori IGF-1 (insulin-like growth fac- tor 1) ed IRS-2 (insulin receptor substrate 2) per l’insulina. A queste osservazioni si associa, nei topi knock-out, una ridotta se- crezione di insulina glucosio-indotta; questi dati suggeriscono quindi che varianti gene- tiche del gene LRP5 possano essere asso- ciate con un difetto funzionale delle cellule beta pancreatiche.
Suwazono et al. (2006) hanno valuta- to l’influenza del polimorfismo rs3736228 (Ala1330Val) del gene LRP5 sulla pressione sanguigna in una popolazione di lavoratori Giapponesi, dimostrando l’associazione in- dipendente dell’allele 1330Val con i livelli di pressione diastolica più bassa: i soggetti omozigoti ValVal avevano valori di pressio- ne diastolica più bassi di 2,5 mmHg rispetto ai soggetti con genotipo omozigote AlaAla.
Chen et al. (2011) hanno, inoltre, dimo- strato come l’espressione del gene Lrp5 sia significativamente aumentata nella neova- scolarizzazione patologica in modello di topo di retinopatia proliferativa ossigeno in- dotta; la perdita del gene Lrp5 è infatti cor- relata con l’angiogenesi della retina durante lo sviluppo e la formazione della barriera emato-retinica.
Data l’importanza del gene LRP5 nei pro- cessi metabolici correlati all’obesità, Guo
et al.boratori (2006) hanno studiato l’as-
sociazione di polimorfismi del gene LRP5 nell’uomo in relazione al fenotipo obesità. Gli autori hanno osservato che alcune va- rianti introniche del gene LRP5 sono signifi- cativamente correlate con l’obesità, in parti- colare i polimorfismi rs4988300 e rs634008; è stato inoltre identificato un aplotipo co-
Vol. 60 - Suppl. 3 to No. 2 MINERVA CARDIOANGIOLOGICA 111
POLIMORFISMI DEL GENE LRP5 GALORA
genere del ruolo del gene LRP5 nella pato- genesi e nella progressione della malattia aneurismatica dell’aorta addominale.
L’identificazione di marcatori genetici della malattia aneurismatica, mediante studi di associazione per gene candidato come questo o studi di associazione genome- wide che prendono in considerazione nu- merosi polimorfismi lungo tutto il genoma, rappresenta una fase cruciale per disegnare e validare algoritmi diagnostici e prognosti- ci, basati sulla integrazione di informazioni cliniche, biochimiche e genetiche, che sia- no applicabili nella pratica clinica per una migliore identificazione e gestione dei pa- zienti con aneurisma aortico addominale.
Bibliografia
1. Cui Y, Niziolek PJ, MacDonald bt, et al. Lrp5 fun- ctions in bone to regulate bone mass. Nat Med 2011;17(6):684-91.
2. Monroe DG, McGee-Lawrence ME, Oursler MJ, We- stendorf JJ. update on Wnt signaling in bone cell bio- logy and bone disease. Gene 2012;492(1):1-18. 3. Magoori K, Kang MJ, Ito MR, et al. Severe hypercho-
lesterolemia, impaired fat tolerance, and advanced atherosclerosis in mice lacking both low density lipo- protein receptor-related protein 5 and apolipoprotein E. J biol Chem 2003;278(13):11331-6.
4. Fujino t, Asaba H, Kang MJ, et al. Low-density li- poprotein receptor-related protein 5 (LRP5) is essen- tial for normal cholesterol metabolism and glucose- induced insulin secretion. Proc Natl Acad Sci u S A. 2003;100(1):229-34.
5. Saarinen A, Saukkonen t, Kivelä t, et al. Low density lipoprotein receptor-related protein 5 (LRP5) muta- tions and osteoporosis, impaired glucose metabolism and hypercholesterolaemia. Clin Endocrinol (Oxf) 2010;72(4):481-8.
6. Suwazono Y, Kobayashi E, uetani M, et al. Low- density lipoprotein receptor-related protein 5 variant A1330V is a determinant of blood pressure in Japane- se males. Life Sci 2006;78(21):2475-9.
7. Chen J, Stahl A, Krah NM, et al. Wnt signaling me- diates pathological vascular growth in proliferative retinopathy. Circulation 2011;124(17):1871-81. 8. Guo YF, Xiong DH, Shen H, et al. Polymorphisms of
the low-density lipoprotein receptor-related protein 5 (LRP5) gene are associated with obesity phenotypes in a large family-based association study. J Med Ge- net 2006;43(10):798-803.
9. Giusti b, Rossi L, Lapini I, et al. Gene expression profiling of peripheral blood in patients with ab- dominal aortic aneurysm. Eur J Vasc Endovasc Surg 2009;38(1):104-12.
SNP mediante HapMap, in modo da iden- tificare gli alleli del gene con la maggior accuratezza possibile.
tutti i polimorfismi sono risultati rispet- tare l’equilibrio di Hardy-Weinberg sia nella popolazione dei pazienti che dei soggetti di controllo.
L’analisi χ2 della distribuzione genotipica dei 7 polimorfismi analizzati nei pazienti af- fetti da aneurisma aortico addominale e nei controlli ha messo in evidenza differenze statisticamente significative per due poli- morfismi intronici: rs4988300 e rs3781590.
Entrambi i polimorfismi mostrano una maggior prevalenza nei pazienti affetti da aneurisma aortico addominale rispetto ai controlli suggerendo un loro ruolo come fattori di rischio per la malattia aneurismati- ca dell’aorta addominale.
In particolare abbiamo osservato le se- guenti distribuzioni genotipiche:
— polimorfismo rs4988300 nei pazien- ti con aneurisma aortico addominale tt= 25,7%, tC= 48,3%, CC= 26% e nei controlli tt= 18,1%, tC= 47,3%, CC= 34,7%;
— polimorfismo rs3781590 nei pazien- ti con aneurisma aortico addominale tt= 16,2%, tC= 50,3%, CC= 33,5% e nei control- li tt= 14,7%, tC= 42,8%, CC= 42,5 %.
All’analisi di regressione logistica multi- variata, corretta sia per i classici fattori di rischio cardiovascolare, età, sesso. iperten- sione, abitudine al fumo, dislipidemia, che per bronco-pneumopatia cronica ostruttiva (bPCO), i due polimorfismi rs4988300 e rs3781590 (essere portatori dell’allele po- limorfico allo stato eterozigote o omozi- gote), si sono dimostrati fattori di rischio indipendenti per la malattia aneurismatica dell’aorta addominale : OR = 1,62 (95% CI = 1,02-2,56), p = 0,040 e OR = 1,83 (95% CI = 1,17-2,85), p = 0,008, rispettivamente.
Questi dati suggeriscono la necessità di ulteriori studi volti alla conferma del ruo- lo dei polimorfismi del gene LRP5 quali marcatori della malattia aneurismatica e in
Vol. 60 - Stuppl. 3 to No. 2 MINERVA CARDIOANGIOLOGICA 113
zienti ipertesi con normale attività reninica plasmatica e lo stimolo con Ang II deter- mina un incremento dell’espressione genica dell’mRNA per l’ACE ed i recettori AT1 si- gnificativamente più elevato rispetto a quel- lo osservato nei controlli; un maggior grado di attivazione basale del SRA linfocitario era correlato alla presenza di low-grade inflam- mation, anche in assenza di stimolazione con Ang II [Coppo M. Am J Hypertension, 2011]. Dati preliminari sembravano indicare che il maggior grado di attivazione del SRA linfocitario era presente in soggetti sia iper- tesi che obesi con low-grade inflammation.
Lo scopo di questo studio è pertanto quello di valutare il comportamento del SRA linfocitario in tre gruppi di pazienti: solamente ipertesi, solamente obesi o con ambedue le patologie. In ciascun gruppo è stata poi indagata l’eventuale correlazione fra l’attività del SRA linfocitario e lo stato di low-grade inflammation.
Materiali e Metodi
I linfociti T sono stati isolati dal sangue periferico prelevato dalla vena antecubitale del braccio di 8 pazienti obesi (BMI>29 Kg/
Dipartimento di Area Critica Medico-Chirurgica Università degli Studi di Firenze, Firenze MINERVA CARDIOANGIOL 2012;60(Suppl. 3 to No. 2):113-6
L. FALLAI, V. MAESTRIpIERI, A. BERNI, C. TOzzETTI, L. NALDI, M. COppO, M. BANDINELLI R. ABBATE, L. pOGGESI, M. BODDI