Arq Bras Cardiol volume 74, (nº 6), 2000 Mansur e cols. Atualização Componente genético da doença coronariana Análise do Componente Genético da Doença Coronariana Antonio de Padua Mansur São Paulo, SP O componente genético da doença aterosclerótica tem sido cada vez mais investigado e algumas características genéticas foram a ela associados. Porém, a metodologia e a interpretação dos resultados dos estudos genéticos vêm sendo constantemente questionados. Este artigo de revisão discute estes aspectos e sugere métodos de análise que podem melhorar o entendimento da patogênese da doença arterial coronariana de origem aterosclerótica. Considerações gerais - A insuficiência coronariana é a principal causa de morbi-mortalidade nas regiões mais desenvolvidas do Brasil. Apesar da alta prevalência, é nítida nos últimos anos a progressiva redução da mortalidade na maioria das regiões do país. Várias são as razões, mas é consenso atual que essa redução deve-se primariamente à crescente melhora das condições socioeconômicas, com especial atenção ao controle dos fatores de risco para as doenças cardiovasculares. O melhor conhecimento da fisiopatologia da insuficiência coronariana também permitiu progressos nos tratamentos farmacológico, cirúrgico e técnicas não cirúrgicas de reperfusão coronariana. Porém, o controle dos fatores de risco continua sendo a conduta mais eficaz em relação à prevenção primária e secundária da doença arterial coronariana. Os principais fatores de risco da doença coronariana são: tabagismo, hipercolesterolemia, hipertensão arterial sistêmica e diabetes mellitus. Outros, como os níveis elevados da lipoproteína(a), triglicérides e fibrinogênio, também têm sido considerados como fatores de risco independentes para a doença coronariana 1. A intensidade da participação destes fatores de risco no desenvolvimento da doença coronariana depende dos componentes ambientais e das características genéticas de cada indivíduo ou de uma população. A presença de história familiar é outro importante fator de risco para a doença arterial coronariana. Da mesma forma que os antecedentes familiares são dependentes das características genéticas, outros fatores sabidamente também o são, tais como, hipertensão arterial, dislipidemia, e diabetes Instituto do Coração do Hospital das Clínicas - FMUSP Correspondência: Antonio de Padua Mansur – Incor – Unidade de Coronariopatias Crônicas - Av. Dr. Enéas C. Aguiar, 44 - 05403-000 - São Paulo - SP Recebido para publicação em 3/8/99 Aceito em 1/12/99 mellitus, que influenciam o desenvolvimento do processo da aterosclerose coronariana. Atualmente, inúmeras são as características genéticas descritas e diretamente relacionadas com o processo da aterogênese e da trombogênese. Embora vários genes influenciem ambos os processos, alguns genes, tais como, o da enzima de conversão da angiotensina 2,3, angiotensinogênio 4,5, receptor AT1 da angiotensina 6 e das apolipoproteínas AI, B e E 7-10, aparentemente têm uma participação mais proeminente no processo da aterosclerose. Por outro lado, polimorfismos da protrombina 11, glicoproteína IIb/IIIa 12, fibrinogênio 13, etc, estariam principalmente envolvidos no processo da trombogênese. Componente genético - A participação do componente genético na população com doença coronariana é desconhecida. Na prática clínica, a investigação do provável componente hereditário, influenciando o desenvolvimento da aterosclerose, faz-se basicamente pela presença de doença coronariana precoce nos pais, isto é, diagnóstico de doença coronariana no pai com menos de 55 anos e na mãe com menos de 65 anos, ou irmãos com doença coronariana. Essa análise apesar de importante é pouco sensível, e não considera a existência, isolada ou associada, nesses pacientes, de outros potenciais fatores de risco que possam influenciar significativamente no desenvolvimento de um quadro coronariano isquêmico ou mesmo um episódio tromboembólico periférico. Um dos exemplos clássicos é o efeito adverso do fumo potencializado pelo uso dos anticoncepcionais. Inclusive, essa predisposição a eventos tromboembólicos está associada a distúrbios no sistema da coagulação, tais como, níveis séricos elevados de fibrinogênio (adquirido em conseqüência do fumo) ou diminuídos de proteína C (geneticamente transmitido). Da mesma forma, discute-se a influência do polimorfismo dos genes responsáveis pelos fatores da coagulação nessa interação. Portanto, pesquisadores começaram a analisar a associação dos polimorfismos genéticos com a doença coronariana. Interpretação dos estudos genéticos - Pela complexidade envolvida no processo da aterosclerose, os genes inicialmente estudados foram aqueles fortemente relacionados com os principais fatores de risco para a doença coronariana, em especial a hipertensão arterial sistêmica e as dislipidemias. O primeiro polimorfismo relacionado da doença coronariana foi o polimorfismo da apolipoproteína E responsável por importantes alterações no perfil lipídico 14. Poste531 Mansur e cols. Componente genético da doença coronariana Arq Bras Cardiol volume 74, (nº 6), 2000 riormente, foi o polimorfismo da enzima de conversão da angiotensina com o infarto agudo do miocárdio e essa associação foi pesquisada, porque sabia-se anteriormente que os diferentes genótipos expressavam diferentes atividades da enzima de conversão da angiotensina, isto é, maior ou menor níveis de angiotensina II influenciando o tônus vascular e a pressão arterial 15. Contudo, estudos dos polimorfismos genéticos na população com doença coronariana mostraram resultados conflitantes 16-18. Da mesma forma, os polimorfismos dos fatores da coagulação que, teoricamente, teriam uma participação importante no processo da trombogênese em pacientes jovens com doença coronariana têm resultados conflituosos 19. Essa divergência está provavelmente relacionada a estudos metodologicamente inadequados sendo as principais críticas o número reduzido de pacientes e a ausência de um painel de polimorfismos 20. A regra tem sido a análise de polimorfismos isolados 21 e em muitos estudos ausência de uma análise multivariada que defina marcadores genéticos que contribuam independentemente para o desenvolvimento da doença coronariana 22. Para evitar estudos com número reduzido de pacientes e erros estatísticos do tipo b (poder do teste < 0,80) é fundamental a participação de vários centros de pesquisa, disponibilidade essa possível devido a existência de inúmeros centros de alto padrão científico em muitas regiões do Brasil. A característica multicêntrica favorece, não somente no aumento da população do estudo, como também evita análises de populações isoladas que podem não se encontrar em equilíbrio de HardyWeinberg. Na realidade, a população brasileira, pelas características étnicas multirracial, seria a ideal para estudos genéticos 23,24. Modelos para estudos genéticos - O crescente aumento do conhecimento da biologia molecular vem produzindo questionamentos em relação como esta revolução pode influenciar nos programas de saúde pública ou como melhorar o valor prognóstico da análise genética no desenvolvimento e progressão da doença aterosclerótica, sabidamente de etiologia multifatorial. A análise dessas características genéticas e sua inter-relação com fatores ambientais pode identificar precocemente indivíduos ou famílias de alto risco para as doenças cardiovasculares. Essa identificação pode inclusive facilitar o grau de resposta a uma determinada terapêutica proposta. Porém, de uma forma realística, o modelo para uma avaliação genética de uma doença multifatorial mais complexa e poligênica necessita portanto da análise de um painel de polimorfismos genéticos e sua inter-relação com os principais fatores de risco para a aterosclerose 25. Da mesma forma, estratégias de análise, tais como, os modelos sib-pair (análise de pares em irmãos), relative-pair (análise de pares em parentes), etc., estão sendo cada vez mais utilizados como formas de melhorar a detecção de polimorfismos responsáveis pela doença coronariana através da comparação do DNA do indivíduo(s) afetado(s) com o DNA de indivíduos normais de uma mesma família. Entre estes, admite-se que o modelo sib-pair, isto é, estudo de irmãos com doença coronariana comparados com irmãos não afetados, seria uma das melhores técnicas que possibilitaria um aumento na sensibilidade da análise genética para doenças de características multifatoriais como a aterosclerose 26,27. A vantagem desta análise é que as características genéticas do par analisado (um irmão afetado e um normal) são uniformes e, portanto, as diferenças no genoma responsáveis pela doença arterial coronariana podem ser mais facilmente identificadas. Portanto, a análise de vários genes poderia estabelecer pela primeira vez critérios ou um perfil genético mais especificamente associados a doença coronariana e, assim, o estabelecimento de critérios mais definitivos para as prevenções primária e secundária, estado da arte atual para redução dos eventos cardiovasculares. Conclusão A associação de um ou mais polimorfismos genéticos com a doença aterosclerótica deve ser baseada em estudos com número de pacientes e metodologia adequados. Os polimorfismos analisados devem ter significado biológico e seus produtos genéticos uma atividade fisiológica fortemente relacionada aos principais fatores de risco, em especial a hipercolesterolemia, hipertensão arterial e diabetes mellitus, ou com o processo da aterogênese ou trombogênese. Da mesma forma, o uso de estratégias de análise, tais como, análise de pares em irmãos ou parentes e painel de polimorfismos, melhora a identificação dos polimorfismos genéticos associados com a doença aterosclerótica. Referências 1. 2. 3. Pyörälä K, Backer G, Graham I, Poole-Wilson P, Wood D. Prevention of coronary heart disease in clinical practice. Recommendations of the Task Force of the European Society of Cardiology, European Atherosclerosis Society and European Society of Hypertension. Eur Heart J 1994; 15: 1300-31. Cambien F, Poirier O, Lecerf L, et al. Deletion polymorphism in the gene for angiotensin-converting enzyme is a potent risk factor for myocardial infarction. Nature 1992; 359: 641-4. Arbustini E, Grasso M, Fasani R, et al. Angiotensin converting enzyme gene deletion allele is independently and strongly associated with coronary atherosclerosis and myocardial infarction. Br Heart J 1995; 74: 584-91. 532 4. 5. 6. 7. Ishigami T, Umemura S, Iwamoto T, et al. Molecular variant of angiotensinogen gene is associated with coronary atherosclerosis. Circulation 1995; 91: 951-4. Katsuya T, Koike G, Yee TW, et al. Association of angiotensinogen gene T235 variant with increased risk of coronary heart disease. Lancet 1995; 345: 1600-3. Alvarez R, Reguero JR, Batalla A, et al. Angiotensin-converting enzyme and angiotensin II receptor 1 polymorphisms: association with early coronary disease. Cardiovasc Res 1998; 40: 375-9. Humphries SE. DNA polymorphisms of the apolipoprotein genes – their use in the investigation of the genetic component of hyperlipidaemia and atherosclerosis. Atherosclerosis 1988; 72: 89-108. Arq Bras Cardiol volume 74, (nº 6), 2000 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. Lusis AJ. Genetic factors affecting blood lipoproteins: the candidate gene approach. J Lipid Res 1988; 29: 297-329. Novak EM, Bydlowski SP. Biologia molecular das dislipidemias. Variação genética das apolipoproteínas. Arq Bras Cardiol 1996; 67: 411-7. Wilson PW, Schaefer EJ, Larson MG, Ordovas JM. Apolipoprotein E alleles and risk of coronary disease. A meta-analysis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1996; 16: 1250-5. Arruda VR, Siqueira LH, Chiaparini LC, et al. Prevalence of the protrhombin gene variant 20210 G→A among patients with myocardial infarction. Cardiovasc Res 1998; 37: 42-5. Weiss EJ, Bray PF, Tayback M, et al. A polymorphism of a platelet glycoprotein receptor as an inherited risk factor for coronary thrombosis. N Engl J Med 1996; 334: 1090-4. Behague I, Poirier O, Nicaud V, et al. Beta fibrinogen gene polymorphisms are associated with plasma fibrinogen and coronary artery disease in patients with myocardial infaction. The ECTIM Study. Etude Cas-Temoins sur l’Infarctus du Myocarde. Circulation 1996; 93: 440-9. Davignon J, Gregg RE, Sing CF. Apolipoprotein E polymorphism and atherosclerosis. Arteriosclerosis 1988; 8: 1-21. Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F, Cambien F, Corvol P, Soubrier F. An insertion/ deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme gene accounting for half the variance of serum enzyme levels. J Clin Invest 1990; 86: 1343-6. Samani NJ, Thompson JR, O’Toole L, Channer K, Woods KL. A meta-analysis of the association of the deletion allele of the angiotensin-converting enzyme gene with myocardial infarction. Circulation 1996; 94: 708-12. Wilson PWF, Schaefer EJ, Larson MG, Ordovas JM. Apolipoprotein E alleles and risk of coronary disease. A meta-analysis. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1996; 16: 1250-5. Mansur AP. Análise dos genótipos das apolipoproteínas AI, B, E, enzima con- Mansur e cols. Componente genético da doença coronariana 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. versora da angiotensina e dos fenótipos de Lewis nos pacientes com síndromes coronárias estável e instável (Tese de Doutorado). São Paulo: Universidade de São Paulo, 1998: 190p. Redondo M, Watzke HH, Stucki B, et al. Coagulation factors II, V, VII, and X, prothrombin gene 20210G—>A transition, and factor V Leiden in coronary artery disease: high factor V clotting activity is an independent risk factor for myocardial infarction. Arterioscler Thromb Vasc Biol 1999; 19: 1020-5. Siscovick DS, Schwartz SM, Rosendaal FR, Psaty BM. Thrombosis in the young: effect of atherosclerotic risk factors on the risk of myocardial infarction associated with prothrombotic factors. Thromb Haemost 1997; 78: 7-12. Mansur AP, Annicchino-Bizzacchi J, Favarato D, Avakian SD, César LAM, Ramires JAF. Angiotensin-converting enzyme and apolipoproteins genes polymorphism and different syndromes of coronary disease. Clin Cardiol (no prelo). Sun GW, Shook TL, Kay GL. Inappropriate use of bivariable analysis to screen risk factors for use in multivariable analysis. J Clin Epidemiol 1996; 49: 907-16. Laan M, Paabo S. Demographic history and linkage disequilibrium in human populations. Nat Genet 1997; 17: 435-8. McKeigue PM. Mapping genes underlying ethnic differences in disease risk by linkage disequilibrium in recently admixed populations. Am J Hum Genet 1997; 60: 188-96. Sing CF, Zerba KE, Reilly SL. Traversing the biological complexity in the hierarchy between genome and CAD endpoints in the population at large. Clin Genet 1994; 46: 6-14. Rotter JI, Bu X, Cantor RM, et al. Multilocus genetic determinants of LDL particle size in coronary artery disease families. Am J Hum Genet 1996; 58: 585-94. Wang J, Guerra R, Cohen J. Statistically robust approaches for sib-pair linkage analysis. Ann Hum Genet 1998; 62: 349-59. 533