Cromosoma 9p21 y enfermedad coronaria

La medicina cardiovascular cada vez se centra más en comprender las bases moleculares de la enfermedad a través de una constante búsqueda de nuevos marcadores de riesgo y posibles dianas terapéuticas. El reciente estudio de Axel Visel y colaboradores (Nature 2010; 464:409-412) representa un importante paso hacia el cumplimiento de estos objetivos, ya que ellos descubrieron un vínculo entre un haplotipo, ubicado en el cromosoma 9p21, y la enfermedad arterial coronaria.

Aunque los factores de riesgo convencionales son importantes, las variantes genéticas representan más del 50% de la susceptibilidad a la enfermedad arterial coronaria. Los avances técnicos para facilitar los estudios de asociación genómica, en los que se explora el ADN humano en alta resolución de variantes genéticas relacionadas con complejos fenotipos, tales como las enfermedades cardiovasculares, han abierto nuevas posibilidades para la medicina clínica. Por ejemplo, el 2007, se reportó una convincente asociación entre el locus intergénico 9p21 y la probabilidad de padecer enfermedad de la arteria coronaria. El locus de 58 kb abarca múltiples polimorfismos de nucleótido único que están en desequilibrio de ligamiento.

Alrededor del 25% de la población lleva dos copias de los alelos de riesgo que promueven el inicio precoz de la enfermedad coronaria, que a su vez presenta el doble de riesgo en comparación a las personas que no tienen estos alelos. Sorprendentemente, este efecto es independiente de todos los factores conocidos, como las elevadas concentraciones plasmáticas de colesterol, hipertensión, diabetes, obesidad, y los marcadores de inflamación, lo que implica una nueva vía biológica para la enfermedad arterial coronaria. El hallazgo que la prevalencia del alelo de riesgo es mayor en pacientes con aterosclerosis prematura severa que en individuos con enfermedad de la arteria coronaria (que generalmente se produce a una edad más tardía) sugiere que este alelo impulsa la enfermedad coronaria mediante la aceleración de la aterosclerosis. El locus 9p21 también se asocia con mayor peligro de accidente cerebrovascular, enfermedad arterial periférica, aneurisma de aorta abdominal, y, curiosamente, con aneurisma intracraneal.

Hasta el reciente artículo del grupo de A. Visel, las bases mecánicas de la asociación entre los alelos de riesgo 9p21 y la enfermedad arterial coronaria eran desconocidas. Aunque la región 9p21 carece de genes codificadores de proteínas, posee un gran número de ARN no codificadores denominados ARN no codificantes antisentido en lugar INK (ANRIL). El locus 9p21 se encuentra junto a un grupo de genes reguladores del ciclo celular, incluyendo los inhibidores de la quinasa dependiente de ciclina, CDKN2A y CDKN2B. Hoy en día, está bien documentada la relación entre CDKN2A y CDN2B y la proliferación celular, el envejecimiento, apoptosis y los genes supresores de tumores implicados en una variedad de cánceres. Los productos de estos genes ponen en peligro la progresión del ciclo celular, dando como resultado un efecto antiproliferativo.

¿Las características genéticas de 9p21 en la enfermedad de la arteria coronaria modulan la expresión de estos genes reguladores del ciclo celular, que se encuentran cerca de 100 kb de distancia? Para abordar esta cuestión, Axel Visel y colegas suprimieron una región no codificante de 70 kb en el cromosoma 4 de ratón, homólogo de 9p21 humano. Se obtuvo una marcada disminución de la expresión de CDKN2A y CDKN2B en los ratones mutantes (figura 1). También se observó una duplicación de la capacidad proliferativa de las células mutantes de músculo liso de aorta en cultivo, un fenotipo celular que afecta a la aterosclerosis (figura 1). Consistente con el efecto supresor de tumor de CDKN2A y CDKN2B, la mitad de los ratones “knock-out” desarrollaron tumores. Curiosamente, al consumir una dieta normal, estos animales también aumentaron de peso significativamente más rápido que los ratones tipo salvaje. Sin embargo, aunque los “knock-out” tenían mayor mortalidad por causa desconocida cuando se les administraban dietas altas en grasas y colesterol, no mostraron diferencias en la formación de lesiones de la aorta, en comparación a los controles.

Axel Visel y colegas describieron recientemente un ratón mutante con la deleción correspondiente a los humanos que alberga el locus 9p21 asociado con la enfermedad de la arteria coronaria. En comparación con los ratones tipo salvaje, los mutantes mostraron una marcada supresión de los ARN codificadores para los genes de los inhibidores de quinasa dependiente de ciclina: CDKN2A y CDKN2B. Las células aórticas de músculo liso en cultivo de estos ratones, en comparación con las de ratones control, mostraron una mayor actividad proliferativa. Por lo tanto, la proliferación celular de músculo liso arterial juegaría un papel importante en el desarrollo de la aterosclerosis. En respuesta a una lesión vascular, las células musculares lisas migran de la capa media a la íntima de la pared arterial, donde proliferan y producen la matriz extracelular, dando lugar a la hiperplasia de la íntima. MTAP: metiltioadenosina fosforilasa.

En general, los principales hallazgos son concordantes con estudios previos que han demostrado que los seres humanos portadores homocigotos del alelo 9p21 tienen una modesta, pero importante disminución, en la expresión de CDKN2B. El estudio del grupo de Visel añade un conjunto de pruebas respecto a que 9p21 regula la proliferación celular y la senescencia, señalando que este proceso es fundamental no sólo para el cáncer, sino también para el desarrollo de la aterosclerosis.

Como cualquier buen estudio, este plantea más preguntas que respuestas. ¿Cómo 9p21 regula la transcripción de CDKN2A y CDKN2B? Se sabe que los alelos en 9p21 alteran la expresión de ANRIL en humanos. ¿Los efectos de 9p21 sobre CDKN2A y CDKN2B están mediados por ANRIL? ANRIL codifica varias transcripciones y no muestra homología continua con la secuencia ortóloga de ratón, lo que probablemente refleje los altos índices de evolución, característica de los ARN no codificantes. La región en el cromosoma 4 de ratón eliminada en el ensayo muestra sólo un 50% de homología con el intervalo de riesgo en humanos. Existen también importantes discrepancias fenotípicas entre ratones “knock-out” y portadores humanos de los alelos de riesgo 9p21. ¿Por qué la formación grasa no aumentó en estos animales, ya que, en los seres humanos, 9p21 tiene una clara asociación con la enfermedad coronaria prematura y la carga de ateroesclerosis? Por el contrario, ¿por qué, a diferencia del ratón, el haplotipo 9p21 para la enfermedad coronaria no está asociado con una predisposición a la obesidad o cáncer en humanos? Las sutilezas de 9p21 y el riesgo de enfermedad coronaria en las personas aún no se han desentrañado.