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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE MEDICINA DEPARTAMENTO DE MEDICINA FAMILIAR DIVISIÓN DE ESTUDIOS DE POSTGRADO E INVESTIGACIÓN INSTITUTO MEXICANO DEL SEGURO SOCIAL UNIDAD DE MEDICINA FAMILIAR No. 34 GUADALAJARA JALISCO. POLIMORFISMO I/D EN EL GEN DE LA ENZIMA CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA (ECA) EN TRIADAS CON AL MENOS UN SUJETO CON HIPERTENSIÓN ARTERIAL PRIMARIA DE LA POBLACIÓN DE LA UNIDAD DE MEDICINA FAMILIAR N°76 DEL INSTITUTO MEXICANO DE L SEGURO SOCIAL TRABAJO QUE PARA OBTENER EL DIPLOMA DE ESPECIALISTA EN MEDICINA FAMILIAR PRESENTA DRA.ERÉNDIRA NOHEMÍ PONCE ARROYO GUADALAJARA, JALISCO 2010 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. ! • • ; • • • • --~_. ... _-- • I - -c-_ --- POIJMORFISMO l/DEI, GEN .DE lA ENZIMA CONVERTIDORA DI': (ECA) TRIADAS CON HIPERTENSI()N ARTERIAl. PRIMARIA POHLACI()N LA UNIDAD DE MEDICINA FAMILIAR No. 76 DEI, INSTITUTO MEXICANO DEI, SEGURO SOCIAL TRABAJO QUE PARA OBTENER EL DIPLOMA DE ESPECIALISTA EN MEDICINA FAMILIAR PRESENTA DRA.ERÉNDIRA NOHEMÍ PONCE ARROYO TANl LÓPEZ ORTIZ INADOR DE INVESTIGACIÓN DE SU ·íVISIÓN EMEDICINAFAMILIAR I .. IÓN DE ES lOS DE POS GRADO }<'ACUI.:rAD IJ' . 'DICINA, U.N .A.M. DR. ISAÍASHE COORDINA' D -j OCENCIA DE LA SUBDIVISI " DEEDICINA }:<'AMII,IAR DIVISIÓN D -ESTUDIOS DE POSGRADO FAcuer D DE MEDICINA, U.N.A.M. 4 INDICE GENERAL Sección Página ÍNDICE GENERAL I ÍNDICE DE CUADROS III ÍNDICE DE FIGURAS IV ÍNDICE DE GRÁFICAS V ABREVIATURAS VI RESUMEN 1 MARCO TEÓRICO 3 Presión arterial (PA) 5 Factores Humorales 5 Hipertensión Arterial Primaria 6 Definición 6 Hipertensión Arterial Secundaria 6 Definición 6 Clasificación 7 Criterios diagnósticos de la NOM-030-SSA2-1999 7 Factores que modifican la evolución de la hipertensión arterial 9 Evolución Natural 10 Ambiente 10 Herencia 11 Genes candidatos y sus polimorfismos 11 Sistema renina angiotensina aldosterona 13 Enzima convertidora de angiotensina 15 Polimorfismo ID gen de la ECA 15 5 Asociación de polimorfismos ID del gen ACE con hipertensión arterial 16 Estudios en México 17 Transmisión de alelos 17 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 18 JUSTIFICACIÓN 18 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 18 OBJETIVO GENERAL 19 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 19 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 18 MATERIAL Y MÉTODOS 20 Universo de estudio 20 Criterios de inclusión 20 Criterios de exclusión 20 Variables de estudio 21 Tamaño de la muestra 21 Diseño de estudio 21 Técnica toma de presión 21 Análisis molecular 23 RESULTADOS 26 DISCUSIÓN 35 CONCLUSIONES 38 BIBLIOGRAFÍA 39 Anexo 1 43 Anexo 2 55 6 ÍNDICE DE CUADROS Página Cuadro 1. Concentración de ADN de 45 muestras 7 Cuadro 2. Genotipos de 45 individuos estudiados. 27 Cuadro 3. Genotipos parenterales y alelo transmitido por el padre con hipertensión arterial primaria. 34 7 ÍNDICE DE FIGURAS Página Figura 1. Algunos de los factores que contribuyen al aumento en la prevalencia de la hipertensión arterial primaria (HAP). 3 Figura 2. Localización de genes relacionados con hipertensión en el genoma humano. 13 Figura 3. Sistema Renina Angiotensina 14 Figura 4. Estructura de angiotensina I y angiotensina II 15 Figura 5. Estructura del gen ECA. 16 Figura 6. Procesos metodológicos para la identificación del polimorfismo I/D en el gen ACE. 24 Figura 7. Triadas incluidas en el presente estudio. Se marca en rojo al individuo con hipertensión arterial primaria. 26 Figura 8. Gel de poliacrilamida al 8% teñido con nitrato de plata en el que se muestra la identificación de genotipos en tres familias. 28 8 ÍNDICE DE GRÁFICAS Página Gráfica 1. Genotipo de seis varones con HAP. 30 Gráfica 2. Genotipo de seis mujeres con HAP. 31 Gráfica 3. Genotipos de seis mujeres sanas. 31 Gráfica 4. Genotipos de seis varones sanos. 32 Gráfica 5. Proporción de familias informativas para el análisis de transmisión de alelos. 33 9 Abreviaturas A Adenina ACE Gen de la enzima convertidora de angiotensina aa Aminoácido ADN Ácido desoxirribonucleico AGTR1 Receptor tipo 1 de angiotensina II ATP Adenosin trifosfato ATPasa Adenosin trifosfatasa CIBO Centro de Investigación Biomédica de Occidente CIE-10 Clasificación Internacional de Enfermedades 10º edición. Cr Cromosoma CTAB Bromuro de hexadecil trimetil amonio DM2 Diabetes mellitus tipo 2 DO Densidad óptica DTAB Bromuro de dodecil trimetil amonio ECA Enzima convertidora de angiotensina ENSA Encuesta Nacional de Salud F Frecuencia h Hora HA Hipertensión arterial HAP Hipertensión arterial primaria HCI Ácido clorhídrico pb Pares de bases 10 MPM Marcador de peso molecular PCR Reacción en cadena de polimerasa, del inglés polymerase chain reaction. TDT Prueba de desequilibrio de transmisión, del inglés transmission/disequilibrium test) 11 Resumen. La hipertensión arterial sistémica primaria es una enfermedad multifactorial de patogénesis desconocida y con implicación multi-sistémica, aunque se sabe que la presencia de otras entidades nosológicas como diabetes u obesidad incrementa el riesgo de su desarrollo y la aparición de complicaciones. La hipertensión arterial sistémica, al ser de etiología multifactorial requiere que ocurra una serie de desórdenes, más que la probabilidad de que éstos ocurran de manera independiente, de tal forma que un grupo de genes 12 involucrados en etapas claves de la regulación de la tensión arterial pudieran presentar combinaciones de alelos que predispongan al desarrollo de hipertensión y de sus complicaciones, por lo que se ha propuesto que la identificación de marcadores genético-moleculares o polimorfismos asociados al desarrollo de hipertensión, sus complicaciones y respuesta al tratamiento es una herramienta que permite definir estrategias de intervención oportunas en el paciente y así evitar el desarrollo de complicaciones. Una de las variantes génicas más estudiadas en asociación con hipertensión arterial primaria es el polimorfismo inserción/deleción (I/D) en el gen ACE que codifica a la enzima convertidora de angiotensina (ECA). Este gen se localiza en 17q23 y el polimorfismo consiste en la inserción o deleción de una secuencia repetitiva denominada Alu. La presencia de la deleción o alelo D se ha asociado con hipertensión en diferentes poblaciones. En el presente estudio se analizó el genotipo del polimorfismo I/D del gen ACE en 45 individuos pertenecientes a 15 triadas de familias mexicanas (padre, madre e hijo) y se analizó la transmisión de alelos a la siguiente generación. La frecuencia del alelo I en el grupo de estudio (45 individuos) fue de 0.43 y la frecuencia del alelo D fue de 0.57. Cuatro de los 41 individuos (9.75%) tienen el genotipo homocigotonormal II, veintisiete (65.85%) tienen el genotipo heterocigoto ID y diez (24.39%) tienen el genotipo DD. 13 Las frecuencias genotípicas y alélicas en los individuos con hipertensión arterial primaria (15 individuos) fueron: II: 0.13; ID: 0.60; DD: 0.27. Alelos I: 0.43 y Alelo D: 0.57. El alelo D (deleción) del polimorfismo I/D en el gen ACE fue transmitido con mayor frecuencia a la descendencia que el alelo I, aunque el tamaño de muestra no permite concluir que existe un desequilibrio en la transmisión de éste alelo en la población estudiada. El diagnóstico precoz de esta enfermedad requiere la definición de marcadores clínicos, bioquímicos y genético-moleculares que permitan identificar a sujetos de riesgo así como la posible aparición de complicaciones secundarias en aquellos que ya la desarrollaron. Marco Teórico. La hipertensión arterial se caracteriza por la elevación en las cifras de tensión arterial mayor que 140 mmHg (sistólica) y mayor que 90 mmHg (diastólica), en ausencia de alguna entidad nosológica que se identifique como la causante de dicha elevación (1). Algunos factores como la diabetes mellitus tipo 2 (DM2), la proteinuria y obesidad tienen un papel importante en el desarrollo y prevalencia de HAP según la región geográfica y grupo étnico al que pertenece el individuo (2), lo que supone la participación de factores genéticos relacionados directamente con el desarrollo de la enfermedad 14 (Figura 1). DIABETES MELLITUS TIPO 2 PROTEINURIA OBESIDAD HIPERTENSIÓN ARTERIAL Figura 1. Algunos de los factores que contribuyen al aumento en la prevalencia de la hipertensión arterial primaria (HAP). Se han desarrollado múltiples estudios que describen mecanismos moleculares responsables de la enfermedad y con base en este acontecimiento se han descrito polimorfismos génicos que alteran la función de proteínas efectoras específicas estrechamente relacionadas con la fisiopatología característica de la HAP (2). La hipertensión arterial causa 62% de los accidentes cerebro vasculares, 49% de los ataques cardiacos y 7.1 millones de muertes en todo el mundo (13% del total mundial), así como un tercio de los años de vida sana (AVISA) perdidos o AVAD (años de vida ajustados en función de la discapacidad). Un 15 AVAD equivale a un AVISA perdido (1). En México las enfermedades cardiovasculares ocupan los primeros lugares en la tabla de mortalidad general de acuerdo a cifras de las estadísticas de la SSA 2000 (3). La Encuesta Nacional de Salud (2000) indicó que en la República Mexicana existen aproximadamente 15.2 millones de individuos con hipertensión, con una prevalencia nacional de 30.05% y en el Estado de Jalisco de 34.6%, ocupando el cuarto lugar a nivel nacional. Aproximadamente uno de cada dos mexicanos mayor de 50 años es portador de la enfermedad y se estima que el 61% de las personas con hipertensión ignoran que la tienen. Por otra parte, menos del 50% de las personas con diagnóstico previo de hipertensión al momento de la encuesta estaban bajo tratamiento médico farmacológico y sólo el 14.6% se encontró controlado con cifras de tensión arterial menores a 140/90 mmHg (3). Las estadísticas demuestran que la DM2, la obesidad, la proteinuria y el tabaquismo incrementan la prevalencia de hipertensión arterial. La HAP es más frecuente en hombres que en mujeres hasta los 50 años de edad, a partir de la cual se iguala la frecuencia y comienza a elevarse el porcentaje a favor de las mujeres. Jalisco ocupa el cuarto lugar en prevalencia de dicha enfermedad con un 34.6%, siendo superado sólo por Baja California Norte y Sur y Sonora. Considerando la tasa más baja de mortalidad por hipertensión que corresponde a 1.5% significó que en el año 2000 se registraron 227,400 defunciones a causa de la hipertensión arterial, mismas que podrían ser prevenibles (3). 16 Presión Arterial (PA). La presión arterial (PA) es mantenida por tres factores fundamentales: volumen sanguíneo, resistencias periféricas y gasto cardiaco. En condiciones normales los factores hemodinámicos que mantienen la presión arterial son regulados por el sistema renina angiotensina-aldosterona que influyen en el mantenimiento de la presión arterial (1). El término presión arterial sistólica se refiere a la presión máxima alcanzada durante la sístole y el término presión arterial diastólica se refiere a la presión más baja durante la diástole (1). Factores Humorales. El decremento en el volumen circulante de sangre por cualquier causa, produce disminución de la presión arterial y por lo tanto de la perfusión renal. La hipo perfusión renal estimula la secreción de renina (enzima producida en el aparato yuxtaglomerular) que convierte al angiotensinógeno (el cual es un polipéptido sintetizado en el hígado) en angiotensina I que rápidamente se convierte en angiotensina II mediante la accion de la enzima convertidora de angiotensina (ECA), que se encuentra principalmente en la circulación pulmonar. La angiotensina II tiene un potente efecto vasoconstrictor, pero a su vez estimula la secrecion de aldosterona por la glándula suprarrenal. Finalmente la presión arterial alcanza sus valores normales por dos mecanismos: el aumento de la resistencia y la retención de sodio (Na+) y agua (H2O) inducida por la aldosterona (3,4). 17 Hipertensión arterial primaria. Definición. La hipertensión arterial primaria se define como la elevación sostenida de la presión arterial 140 mmHg (sistólica) y 90 mmHg (diastólica) en ausencia de una entidad nosológica (1). Hipertensión arterial secundaria. Definición. La hipertensión arterial secundaria se define como la elevación sostenida de la presión arterial 140 mmHg (sistólica) y 90 mmHg (diastólica) por alguna entidad nosológica (1). Clasificación. La Norma Oficial Mexicana para la prevención, Tratamiento y Control de la Hipertensión Arterial (NOM-030-SSA2-1999) clasifica a la HAS de acuerdo con los criterios de la Clasificación Internacional de Enfermedades 10° edición (CIE-10) (5). En el cuadro 1 se presenta la clasificación de la presión arterial. Sujetos Normales Sujetos Hipertensos Presión arterial óptima 120/80 mmHg Etapa 1.- 140/159/90-99 mmHg 18 Presión arterial norma 120/120 mmHg Etapa 2.- 160-175/100-109 mmHg Presión arterial normal alta 130-139/85-89 mmHg Etapa 3.- 180/110 mmHg Cuadro 1. Clasificación de la presión arterial. Criterios diagnósticos de la NOM-030-SSA2-1999 (5). 1.- El paciente con sospecha de HAS en el examen de detección, debe acudir a confirmación diagnóstica sin medicamento antihipertensivo y sin cursar con alguna enfermedad aguda. ! Caso sospechoso de HAS se definió como un individuo con una PA 140 mmHg (sistólica) y/o 90 mmHg (diastólica) en el examen de la detección (promedio de dos tomas de PA). 2.- La medición de la presión arterial será 140/90 mmHg. 3.- El diagnóstico de HAS deberá estar basado en el promedio de por lo menos dos medicines tomadas al menos en dos visitas posteriores a la detección inicial, o a través de un periodo más prolongado de acuerdo con el criterio del médico, en cuyo caso es recomendable el monitoreo ambulatorio. 4.- Si la PA sistólica y diastólica se ubican en diferentes etapas de HAS se utiliza el valor más alto para clasificarlo. 5.- Si no se confirma el diagnóstico de HAS los individuos con PA óptima o normal serán estimulados a efecto de tener estilos de vida saludables (2,3). 19 6.- Los pacientes con PA normal alta, serán enviados a recibir manejo no farmacológico, con el fin de reducir los niveles de PA a niveles normal u óptimo. La hipertensión arterial es el problema de saludpública más importante en los países desarrollados. La etiología se desconoce en el 90-95% de los casos y como consecuencia de ello, en la mayoría de estas personas la hipertensión se trata de forma inespecífica, lo que produce un gran número de efectos colaterales menores. Padecen hipertensión primaria, esencial o idiopática los pacientes con alteraciones en alguno de los sistemas implicados en la regulación de la presión arterial (adrenérgicos, periféricos o centrales, renales, hormonales y vasculares) (6). Factores que modifican la evolución de la hipertensión arterial. La edad, raza, sexo tabaco, consumo de alcohol, niveles de colesterol sérico intolerancia a la glucosa y el peso corporal pueden alterar el pronóstico de esta enfermedad (7). Cuanto más joven es el paciente cuando se detecta la hipertensión, mayor es la reducción de su esperanza de vida si la hipertensión no se trata. La aterosclerosis acelerada está muy relacionada la hipertensión de tal manera que los factores de riesgo independientes asociados al desarrollo de aterosclerosis como las concentraciones elevadas 20 de colesterol sérico, la intolerancia a la glucosa y el tabaquismo, aumentan significativamente el efecto de la hipertensión sobre la tasa de mortalidad con independencia de las cifras de presión arterial. En los individuos normotensos el incremento de peso se asocia a una mayor frecuencia de hipertensión, la disminución de peso en los obesos con hipertensión hace disminuir la presión arterial y si están sometidos a tratamiento, también disminuye la intensidad de las medidas necesarias para mantenerlos normotensos. Se desconoce si estos cambios son mediados por variaciones en la resistencia a la insulina (6,7). 21 Evolución Natural. La hipertensión arterial primaria es un trastorno heterogéneo en el que existen variables como el nivel de la hipertensión, que modifica su evolución. La mayoría de los adultos con hipertensión no tratada sufrirá incrementos de la presión arterial con el tiempo, además la hipertensión arterial no tratada se asocia a una reducción de la esperanza de vida de 10 a 20 años, generalmente debida a la aceleración del proceso aterosclerótico. Incluso en sus formas leves, si no se trata, la hipertensión es una enfermedad progresivamente letal (6). Ambiente. En el desarrollo de la hipertensión se han relacionado una serie de factores ambientales entre lo que se encuentran la obesidad, consumo de sal, profesión, consumo de alcohol, tamaño de la familia y el hacinamiento. Se ha observado que en las sociedades más prósperas estos factores contribuyen a la elevación de la presión arterial con la edad en contraste con la disminución de la presión arterial con la edad en las sociedades menos favorecidas. El factor ambiental que ha recibido más atención es el consumo de sal, que pone de manifiesto la naturaleza heterogénea de la población con hipertensión primaria ya que la presión arterial sólo es sensible al consumo de sal aproximadamente en el 60% de los hipertensos (6,7). 22 Herencia. Los factores genéticos son importantes en la génesis de hipertensión. La mayor parte de los estudios apoya el concepto de que la herencia es probablemente multifactorial o que diferentes defectos genéticos tienen como una de sus formas de expresión fenotípica la elevación de la presión arterial y la variabilidad en la respuesta a fármacos anti-hipertensivos (8-14). Entre los marcadores genéticos que se han asociado al desarrollo de hipertensión arterial se encuentran las variantes o polimorfismos en los genes que codifican a las proteínas que participan en el sistema renina angiotensina- aldosterona, como es el gen ACE que codifica para la enzima convertidora de angiotensina (ECA) (4). Genes candidatos y sus polimorfismos. Se ha propuesto que la identificación de marcadores genético moleculares o polimorfismos asociados al desarrollo de hipertensión, sus complicaciones y respuesta al tratamiento es una herramienta que permite definir estrategias de intervención oportunas en el paciente y así evitar el desarrollo de complicaciones que impactan directamente al paciente e indirectamente generan un costo económico (10,11). Entre los genes identificados se encuentran los del Sistema Renina Angiotensina, los que codifican a receptores beta adrenérgicos así como aquellos genes asociados a obesidad y diabetes mellitus, que implican el 23 riesgo de desarrollar hipertensión, además de aquellos que codifican a enzimas que participan en el metabolismo de fármacos antihipertensivos como son los genes que codifican a los Citocromos P450 (9-16). En todos los cromosomas del genoma humano se han identificado genes relacionados con la hipertensión arterial (Figura 2), y particularmente en los cromosomas 1, 3 y 17 se concentran la mayoría de los genes hasta ahora identificados (17). El resultado del análisis de la literatura permitió identificar genes que han sido descritos o propuestos como candidatos por su relación con el desarrollo de la hipertensión arterial o sus complicaciones en distintas poblaciones así como la asociación de polimorfismos en estos genes y su posible utilidad como marcadores genéticos (18). 24 Figura 2. Localización de genes relacionados con hipertensión en el genoma humano. Sistema Renina Angiotensina Aldosterona. La renina es una enzima segregada por las células yuxtaglomerulares del riñón que está relacionada con la aldosterona a través de un circuito de retroalimentación negativa. La secreción de esta última está determinada por el volumen intra-vascular en el individuo, en especial en lo que se refiere a variaciones en la ingestión dietética de sodio (1). 25 El producto final de la acción de la renina sobre su sustrato es la generación del péptido angiotensina II (Figura 3), que ejerce sus acciones en los tejidos diana como vasos sanguíneos, riñón y glándulas suprarrenales principalmente a través de dos tipos de receptores (1). Figura 3. Sistema Renina Angiotensina. La respuesta de los tejidos diana a este péptido está determinada de forma singular por la ingestión previa de electrolitos en la dieta. Con la restricción de sodio las respuestas suprarrenales se facilitan y las vasculares renales se inhiben. La sobrecarga de sodio tiene el efecto opuesto. El intervalo de actividades de la renina plasmática que se observa en hipertensos es más amplio que el de los normo tensos, por lo cual se ha caracterizado a algunos individuos con hipertensión primaria con renina baja, normal o alta (19). 26 Enzima convertidora de angiotensina (ECA). La enzima convertidora de angiotensina, es una dipeptidil-carboxipeptidasa que actúa escindiendo los dos últimos aminoácidos del decapéptido angiotensina I (fisiológicamente inactiva), formando el octapétido angiotensina II (Figura 4). La misma enzima inactiva a la bradiquinina. La mayor parte de la ECA que forma angiotensina II en la circulación es producida en las células endoteliales del pulmón. Gran parte de la conversión se produce al pasar la sangre a través de los pulmones, pero también hay conversión en muchas otras partes del cuerpo (1). Asp-Arg-Val-Tir-lle-His-Pro-Fen-His-Leu Angiotensina I La ECA rompe este enlace Asp-Arg-Val-Tir-lle-His-Pro-Fen Angiotensina II Figura 4. Estructura de angiotensina I y angiotensina II. Polimorfismo I/D del gen de la ECA El principal polimorfismo descrito en el gen de la ECA es una Inserción/Deleción (I/D) en el intrón 16 del gen que se localiza en el cromosoma 17 en el brazo q banda 23 (locus 17q23). El polimorfismo consiste en la pérdida o ganancia de una secuencia Alu de aproximadamente 27 287 pares de bases (pb) (Figura 5). La presencia o ausenciade la deleción da lugar a tres genotipos: DD, ID e II (20). Figura 5. En la parte inferior de la figura se representa la estructura del gen ECA. Los 26 exones están representados por barras verticales. La parte central de la figura es una ampliación del intrón 16, donde se encuentra localizado el polimorfismo I/D del gen de la ECA, con la inserción del fragmento Alu de 287 pares de bases (bp). Asociación del polimorfismo I/D del gen ACE con hipertensión arterial primaria. La frecuencia de los genotipos del polimorfismo I/D en el gen ACE ha sido estudiada en diversas poblaciones (18) en las que se ha encontrado una asociación del alelo D con la presencia de hipertensión arterial primaria así como una correlación directa entre el número de alelos D presentes en un individuo y la concentración plasmática circulante de ECA. Los individuos con el genotipo homocigoto DD presentan niveles de ECA circulante mayores que los individuos con el genotipo ID y éstos a su vez, tienen concentraciones mayores que los individuos con el genotipo II (DD>ID>II) (18,20). En presencia de mayores concentraciones de ECA circulante, es de 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 18 19 20 21 22 23 24 25 26 Gen de la Enzima Convertidora de Angiotensina D 287 pb 16 17 I 28 esperar que también se produzcan mayores cantidades de angiotensina II y que por tanto, el efecto vasoconstrictor de esta molécula favorezca el desarrollo de hipertensión arterial (20). Estudios en México. El polimorfismo propuesto en el presente protocolo ha sido analizado en población mexicana con síndrome metabólico (21). Otra información existente relacionada con los factores genéticos asociados a la hipertensión arterial, se limita a la descripción de algunas frecuencias genotípicas en población general mestiza mexicana y al análisis de algunos polimorfismos en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 (21,22). El análisis de la transmisión de alelos no se ha realizado en población mexicana. Transmisión de alelos. En teoría los dos alelos de un mismo gen tienen 50% de probabilidades de ser heredados a la siguiente generación. La prevalencia elevada de un alelo particular en una población específica podría ser debida a un desequilibrio en la probabilidad esperada de la transmisión de alelos que puede analizarse en triadas conformadas por ambos padres y un hijo. Este análisis es llamado prueba de desequilibrio de transmisión o TDT (de las siglas en inglés transmission/disequilibrium test) (23). 29 Planteamiento del Problema. Se desconoce la frecuencia del polimorfismo I/D del gen ACE en población con hipertensión arterial primaria de la Unidad de Medicina Familiar N°76 del instituto mexicano del seguro social y éste es considerado un factor genético de riesgo asociado a la hipertensión arterial. Justificación. La HAP es una enfermedad crónico-degenerativa considerada un problema de salud de primer orden. La hipertensión arterial es una entidad multifactorial y el diagnóstico precoz de esta enfermedad involucraría la definición de marcadores tanto clínicos, bioquímicos y genético-moleculares que permitan identificar a sujetos de riesgo así como la posible aparición de complicaciones en aquellos que ya la desarrollaron. Lo anterior apoya la necesidad de identificar cuál es el genotipo del polimorfismo I/D del gen ACE existente en las familias de nuestra población y si éste se encuentran asociado o no al desarrollo de hipertensión arterial primaria. Pregunta de Investigación. ¿Cuál es la frecuencia del polimorfismo I/D del gen la ACE en triadas de la población de la Unidad de Medicina Familiar Nº 76 de Teocuitatlán de Corona Jalisco y cómo se transmiten los alelos a la siguiente generación? 30 Objetivo general. Identificar el genotipo I/D del gen ACE en las triadas de la Unidad de Medicina Familiar Nº 76 de Teocuitatlan de Corona Jalisco. Objetivos específicos. Identificar el genotipo I/D en las triadas de la Unidad de Medicina Familiar Nº 76 de Teocuitatlán de Corona Jalisco. Analizar la transmisión de alelos del polimorfismo I/D en las triadas de la Unidad de Medicina Familiar Nº 76 de Teocuitatlán de Corona Jalisco 31 Material y Métodos. Universo de Estudio. Población de Teocuitatlán de Corona, Jalisco, México adscrita a la Unidad de Medicina Familiar No. 76 del IMSS. Criterios de inclusión. Familia conformada por padre, madre e hijo en donde por lo menos uno de ellos es hipertenso. Nacionalidad mexicana (padres y abuelos mexicanos). Residentes de Teocuitatlán de Corona Jalisco. Adscritos a la Unidad de Medicina Familiar no. 76 IMSS. Diagnóstico de HAS confirmado por médico tratante. Que den su consentimiento para tomar la muestra de sangre venosa para estudios de genética molecular. Criterios de Exclusión. Muestra insuficiente de ADN. 32 Variables de estudio. Variable independiente: Genotipo del polimorfismo I/D en el gen ACE. Variable Dependiente: Hipertensión Arterial. Tamaño de la muestra. El tamaño de muestra necesario para que el estudio fuera representativo se calculó con base en los datos de la epidemiologia genética y tomando en cuenta la definición de polimorfismo, el cual es considerado que ocurre con una frecuencia mayor 5% de la población general. Se determinó el tamaño muestral de 45 individuos con base en la fórmula para estudios descriptivos de una sola población donde la variable principal es cualitativa (24). Diseño del estudio. Transversal analítico Toma de la presión arterial. La medición se efectuó después de por lo menos cinco minutos en reposo. El paciente se abstuvo de fumar, tomar café, productos cafeinados y refrescos de color por lo menos 30 minutos antes de la medición. No tenía necesidad de orinar o defecar, estaba tranquilo y en un ambiente apropiado. 33 Posición del paciente: La PA se registró en posición de sentado con un buen soporte para la espalda y con el brazo descubierto y flexionado a la altura del corazón. En la primera evaluación del paciente, la PA se midió en ambos brazos y ocasionalmente en el muslo. La toma se le hizo en posición sentado, supina o de pie con la intención de identificar cambios postulares significativos. Equipo y características: Se utilizó el esfigmomanómetro mercurial recientemente calibrado. El ancho del brazalete cubrió alrededor del 40% de la longitud del brazo y la cámara de aire del interior del brazalete tuvo una longitud (ancho 15 cm, y, el largo, de 24 cm.) que permitió abarcar por lo menos 80% de la circunferencia del mismo. Técnica: El médico se situó de modo que su vista quedó a nivel del menisco de la columna de mercurio. Se aseguró que el menisco coincidiera con el cero de la escala antes de empezar a inflar. Se colocó el brazalete, situando el manguito sobre la arteria humeral y colocando el borde inferior del mismo 2 cm por encima del pliegue del codo. Mientras se palpaba la arterial humeral, se infló rápidamente el manguito hasta que el pulso desapareció, a fin de determinar por palpación el nivel de la presión sistólica. Se desinfló nuevamente el manguito y se coloco la cápsula del estetoscopio sobre la arteria humeral. Se infló rápidamente el manguito hasta 30 o 40 mm de Hg por arriba del nivel paliatorio de la presión sistólica y se desinfló a una 34 velocidad de aproximadamente 2 mmHg/segundo. La aparición del primer ruido de Korotkoff marcó el nivel de la presión sistólica y el quinto, la presión diastólica (los valores se expresaron en números pares). Análisis Molecular. La identificación del polimorfismo Inserción/Deleción (I/D) se describe en el diagrama de flujo (Figura 6) y anexo 1. Extracciónde ADN. Muestras de Sangre.- La sangre venosa (5mL) se colectó en tubos con EDTA como aticoagulante previa firma de la carta de consentimiento informado (anexo 2). La extracción de ADN se realizó de acuerdo a un método previamente descrito (25). Cuantificación y determinación de pureza del ADN. Se han descrito diversos métodos para la cuantificación de ácidos nucleicos. El más utilizado es el método espectrofotométrico en el cual se determina la densidad óptica (DO) a 260 nanómetros (nm) que permite el cálculo de la concentración de ADN en solución. Una DO igual a 1 a 260 nm corresponde a 50 µg/mL de ADN de doble cadena. La tasa entre las lecturas a 260 nm y 280 nm (DO260/DO280) proporciona una estimación de la pureza del ácido nucleico con respecto a las proteínas (26). 35 Figura 6. Procesos metodológicos para la identificación del polimorfismo I/D en el gen ACE. Reacción en cadena de polimerasa (PCR). El método para la detección del genotipo I/D en el gen de la ECA fue descrito por Rigat y cols. (1992). Este se basa en la amplificación de un fragmento del intrón 16 del gen ECA del cromosoma 17q23 mediante la reacción en cadena de la polimerasa o PCR (de sus siglas en inglés polymerase chain reaction). Si está presente la inserción de la secuencia Alu de 287 pb, el producto Muestra de sangre completa obtenida en tubo con EDTA Extracción de ADN Cuantificación y determinación de pureza PCR del intrón 16 del gen ACE Interpretación de resultados Tinción con Nitrato de Plata Electroforesis en Poliacrilamida al 8 % (29:1) 36 amplificado será de 490 pb. Si está presente la deleción ésta corresponderá a un fragmento de 190 pb (20). Electroforesis en poliacrilamida. El gel de poliacrilamida es el más utilizado para analizar productos amplificados. Se prepara a partir de una solución al 30 % (29 g de acrilamida y 1 g de N-N’-metilenbisacrilamida) que debe permanecer en un envase oscuro a temperatura ambiente (26). Tinción con nitrato de plata (27). Esta tinción proporciona una mayor nitidez y resolución, que facilita a su vez la interpretación de resultados (27). 37 Resultados. Se estudiaron quince triadas genéticas con al menos un individuo con diagnostico de hipertensión arterial primaria captado en la unidad de Medicina Familiar número 76 del Instituto Mexicano del Seguro Social localizado en la población de Teocuitatlán de Corona, Jalisco México. En seis familias la mamá es hipertensa; en seis familias el papá es hipertenso; en una familia ambos padres son hipertensos y en una familia el hijo es hipertenso. Las triadas se presentan en la Figura 7. ID ID ID II II ID DD DD ID ID ID ID ID DD DDID DD ID ID ID ID ID ID IDII II DD DDDD DD DD ID ID IDID ID ID ID ID ID ID DX 4 5 6 7 8 9 1 2 3 10 11 12 13 14 15 Figura 7. Triadas incluidas en el presente estudio. Se marca en negro al individuo con hipertensión arterial primaria y se señalan los genotipos de cada individuo. 38 Cuantificación de ADN. Se realizó la extracción de ADN genómico a partir de una muestra de sangre completa obtenida por punción venosa de cada uno de los 45 individuos. El ADN se cuantificó por espectrofotometría y se determinó su pureza. Los resultados de la cuantificación se presentan en el Cuadro 2. Todas las muestras fueron llevadas a una concentración de 100 ng/µL. Registro Concentración de ADN en µg/mL Registro Concentración de ADN en µg/mL T1A 5385.75 T8C 1678.35 T1B 5235.45 T9A 2079.15 T1C 926.85 T9B 1603.2 T2A 1553.1 T9C 2204.4 T2B 1102.2 T10A 1231.5 T2C 1027.05 T10B 569.3 T3A 1402.8 T10C 782.1 T3B 1127.2 T11A 1352.7 T3C 1352.7 T11B 1427.85 T4A 2254.5 T11C 1703.4 T4B 1235.1 T12A 1204.3 T4C 1728.45 T12B 1503 T5A 1477.95 T12C 1204.4 T5B 1102.2 T13A 1100 T5C 1452.9 T13B 1255.1 T6A 1352.7 T13C 1553.1 T6B 1227.45 T14A 1477.95 T6C 1302.6 T14B 1252.5 T7A 1477.95 T14C 1753.5 T7B 1728.45 T15A 1327.65 T7C 2104.2 T15B 1277.55 T8A 1678.35 T15C 1402.8 T8B 2329.65 Cuadro 2. Concentración de ADN de 45 muestras. Se identificó el genotipo I/D en el gen de la enzima angiotensina en el ADN de 45 individuos mediante un protocolo de reacción en cadena de polimerasa amplificados fueron sometidos a electroforesis en geles de poliacrilamida al 10% (29:1) y teñido Figura 8. Gel de poliacrilamida al 8% teñido con nitrato de plata en el que se muestra la identificación de genotipos en tres familias. el genotipo I/D en el gen de la enzima angiotensina en el ADN de 45 individuos mediante un protocolo de reacción en cadena de polimerasa (PCR) previamente descrito (17 amplificados fueron sometidos a electroforesis en geles de poliacrilamida al os con nitrato de plata (Figura 8). Gel de poliacrilamida al 8% teñido con nitrato de plata en el que se muestra la identificación de genotipos en tres familias. 39 el genotipo I/D en el gen de la enzima convertidora de angiotensina en el ADN de 45 individuos mediante un protocolo de reacción descrito (17). Los productos amplificados fueron sometidos a electroforesis en geles de poliacrilamida al Gel de poliacrilamida al 8% teñido con nitrato de plata en el que se 40 Del total de 45 muestras (15 triadas) una no amplificó aún bajo distintas condiciones de PCR por lo que fue eliminada del estudio, así como la triada a la cual pertenecía la muestra (familia 4). En otra muestra (familia 6) que no amplificó, el genotipo del individuo pudo establecerse parcialmente ya que tanto el padre como el hijo tienen el genotipo DD. Sin embargo fue excluida del análisis de las frecuencias genotípicas y alélicas. Cuatro de los 41 individuos (9.75%) tienen el genotipo homocigoto normal II, veintisiete (65.85%) tienen el genotipo heterocigoto ID y diez (24.39%) tienen el genotipo DD (Cuadro 3). La frecuencia del alelo I en el grupo fue de 0.43 y la frecuencia del alelo D fue de 0.57. Las frecuencias genotípicas y alélicas en los individuos con hipertensión arterial primaria (15 individuos) fueron: II: 0.13; ID: 0.60; DD: 0.27. Alelos I: 0.43 y Alelo D: 0.5. REGISTRO Genotipo T1A T1B T1C T2A T2B T2C T3A T3B T3C T4A Eliminada T4B Eliminada T4C Eliminada T5A T5B T5C Cuadro 3. Genotipos de los 45 individuos estudiados. En seis familias el padre es hipertenso y la di muestra en la Grá tienen al menos un alelo D. Genotipos Gráfica 1. Genotipo REGISTRO Genotipo REGISTRO ID T6A DD T11A ID T6B NA T11B ID T6C DD T11C ID T7A ID T12A II T7B ID T12B II T7C ID T12C ID T8A II T13A DD T8B ID T13B ID T8C II T13C Eliminada T9A DD T14A Eliminada T9B DD T14B Eliminada T9C DD T14C ID T10A DD T15A ID T10B DD T15B ID T10C ID T15C Genotipos de los 45 individuos estudiados. En seis familias el padre es hipertenso y la distribución de genotipos se muestra en la Gráfica 1 en la que puede observarse que cinco tienen al menos un alelo D. enotipos II ID DD 1 4 1 Gráfica 1. 57% DD 29% D/X 0% Papá HipertensoPapá HipertensoPapá HipertensoPapá Hipertenso 41 REGISTRO Genotipo T11A ID T11B ID T11C ID T12A ID T12B ID T12C ID T13A DD T13B ID T13C ID T14A ID T14B ID T14C DD T15A ID T15B ID T15C ID stribución de genotipos se 1 en la que puede observarse que cinco individuos DD D/X 1 0 II 14% ID 57% Papá HipertensoPapá HipertensoPapá HipertensoPapá Hipertenso En seis familias la madre es hipertensay la di seis mujeres se muestra en la Grá tienen al menos un alelo D. Genotipos Gráfica 2. En seis familias la madre es sana y en la Gráfica 3. Genotipos 72% 14% Mamá SanaMamá SanaMamá SanaMamá Sana II En seis familias la madre es hipertensa y la distribución de genotipos en las seis mujeres se muestra en la Gráfica 2 en donde se observa que todas tienen al menos un alelo D. enotipos II ID DD 0 5 0 En seis familias la madre es sana y la distribución de genotipos se muestra Genotipos II ID DD 1 4 1 Gráfica 3. II 0% ID 72% DD 14% D/X 14% Mamá HipertensaMamá HipertensaMamá HipertensaMamá Hipertensa 14% 72% Mamá SanaMamá SanaMamá SanaMamá Sana ID DD 42 stribución de genotipos en las en donde se observa que todas DD D/X 0 1 e genotipos se muestra Mamá HipertensaMamá HipertensaMamá HipertensaMamá Hipertensa En seis familias donde el padre es sano la distribución d muestra en la Gráfica 4 Genotipos II 0 Análisis de transmisión de alelos. Para realizar el análisis de tra padres sea hipertenso por lo que la familia 8 fue eliminada de este análisis pues el hijo es el que presenta hipertensión. Siete informativas para este análisis ya que los tres individuos presentaron el mismo genotipo por lo que finalmente sólo siete (Gráfica 5). 0% 29% Papá SanoPapá SanoPapá SanoPapá Sano En seis familias donde el padre es sano la distribución d fica 4. ID DD 5 1 nálisis de transmisión de alelos. Para realizar el análisis de transmisión de alelos es necesario que uno de los padres sea hipertenso por lo que la familia 8 fue eliminada de este análisis el que presenta hipertensión. Siete de las famili informativas para este análisis ya que los tres individuos presentaron el ipo por lo que finalmente sólo siete familias fueron informativas 71% 29% Papá SanoPapá SanoPapá SanoPapá Sano II ID DD 43 En seis familias donde el padre es sano la distribución de genotipos se Gráfica 4. smisión de alelos es necesario que uno de los padres sea hipertenso por lo que la familia 8 fue eliminada de este análisis de las familias no fueron informativas para este análisis ya que los tres individuos presentaron el fueron informativas 44 Informativas 7 No informativa 7 Hijo Hipertenso 1 Gráfica 5. Proporción de familias informativas para el análisis de transmisión de alelos. 46% 47% 7% 15 FAMILIAS15 FAMILIAS15 FAMILIAS15 FAMILIAS Informativas No informativa Hijo Hipertenso 45 El Cuadro 3 muestra los genotipos parentales y el alelo transmitido en las siete familias. En dos de los casos en los que el genotipo parental es heterocigoto, el alelo transmitido es el D. FAMILIAS GENOTIPO PARENTAL ALELO TRANSMITIDO 2 II I 3 ID I 6 DX D 9* DD DD D 10 ID D 13 DD D 14 ID D Cuadro 3. Genotipos parentales y alelo transmitido por el padre con hipertensión arterial primaria. *Familia en la que ambos padres son hipertensos. 46 Discusión. El sistema renina-angiotensina juega un papel importante en la regulación de la presión sanguínea, por lo cual los genes que codifican a los componentes de este sistema a su vez participan como determinantes en la susceptibilidad genética de un individuo para presentar hipertensión arterial. La frecuencia de los genotipos del polimorfismo I/D en el gen ACE ha sido estudiada en diversas poblaciones (28-30) en las que se ha encontrado una asociación del alelo D con la presencia de hipertensión arterial primaria. En este estudio se analizaron quince triadas en total en las cuales se identificó el polimorfismo I/D del gen de la enzima convertidora de angiotensina. Se identificó con mayor frecuencia la presencia del alelo D en estado heterocigoto (0.60) en los individuos con hipertensión arterial primaria y en estado homocigoto con una frecuencia de 0.27 lo que es similar a lo previamente descrito en otras poblaciones así como en población mexicana. El nivel plasmático de la ECA esta modulado por el polimorfismo I/D y se sabe que los portadores del alelo D presentan niveles más elevados de esta enzima de manera dosis dependiente, es decir el homocigoto DD tendrá concentraciones mayores de ECA que el heterocigoto ID, por lo que en presencia de mayor cantidad de ECA se generara mas angiotensina II responsable de la vasoconstricción de las arterias y por lo tanto la que ocasiona la hipertensión arterial. 47 Por otra parte, los estudios de asociación entre variantes génicas y enfermedad se han utilizado para identificar regiones genómicas o genes candidatos que contribuyen a la patología. La hipertensión es una enfermedad multifactorial compleja con un gran número de genes involucrados (17) por lo que el análisis de una sola variante presenta limitaciones; sin embargo, la aportación del presente estudio es el uso del análisis de transmisión de alelos en triadas en donde al menos un individuo tiene hipertensión arterial primaria. Se estima que la prevalencia de la hipertensión es mayor en hombres que en mujeres hasta la quinta década de edad a partir de la cual esta relación se invierte sin embargo en la población analizada prácticamente la prevalencia en relación al sexo es 1:1. En teoría los dos alelos de un mismo gen tienen 50% de probabilidades de ser heredados a la siguiente generación. La prevalencia elevada de un alelo particular en una población específica podría ser debida a un desequilibrio en la probabilidad esperada de la transmisión de alelos que puede analizarse en triadas conformadas por ambos padres y un hijo. Los resultados del análisis de transmisión de alelos en siete familias informativas muestran que el alelo transmitido con mayor frecuencia es el alelo D implicado directamente con el desarrollo de la hipertensión arterial. No obstante esta observación debe ser considerada con cautela debido a que tres de los padres con hipertensión arterial primaria presentan el 48 genotipo DD (cuadro 3) y en uno de ellos el genotipo solo pudo determinarse parcialmente y de los tres padres con genotipo heterocigoto (ID), dos trasmitieron el alelo D y uno el alelo I. Aún cuando estos resultados pueden considerarse preliminares de un análisis de este tipo (TDT), es necesario mantener la vigilancia estrecha de los individuos ya detectados como portadores de al menos un alelo D. El reducido número de las triadas que fueron informativas para el análisis de trasmisión de alelos no permite que los resultados sean contundentes y se requiere incrementar el tamaño de la muestra en un estudio posterior. 49 Conclusiones. 1.- Las frecuencias alélicas y genotípicas del polimorfismo I/D del gen de la ECA de la población estudiada de Teocuitatlán de Corona, Jalisco de la Unidad de Medicina Familiar N° 76 del Instituto Me xicano del Seguro Social son similares a las descritas en otras poblaciones de México. 2.- El alelo D en estado heterocigoto es el de mayor frecuencia en paciente con hipertensión arterial primaria. 3.- El alelo D implicado con el desarrollo de hipertensión arterial se transmite con mayor frecuencia a la siguiente generación de acuerdo con el análisis de trasmisión de alelos. 4.- Es necesario realizar un estudio similar en un mayor número de triadas informativas que fortalezca las observaciones mencionadas pues la identificación del genotipo ID del gen ACE puede ser un marcador predictivo de la hipertensión arterial en individuos asintomáticos con antecedentes de familiares directos con hipertensión arterial primaria. 50 Bibliografía. 1. Ganong WF. El corazón considerado como una Bomba. Fisiología Médica 18° edición, Manual Moderno. México D.F.,2002: 613 -624. 2. Brown WV. Risk factors for vascular disease in patients with diabetes. Diabetes Obes Metab 2 Supp. 2 ; S11-18, 2000. 3. Velásquez-Monroy O, Rosas-Peralta M, Lara-Esqueda A, Pastelón- Hernández G, Grupo ENSA 2000, Attie F, Tapia-Conyer R. Hipertensión arterial en México: Resultados de la Encuesta Nacional de Salud (ENSA 2000). Arch Card Mex 72:71-84, 2002. 4. Handerson So, Haiman CA MW. Múltiple polynorphisms in the renin- angiotensin-aldosterone system (ACE, CYP11, AGTR1) and their contribution to hipertensión in African Americans and Latinos in multiethnic cohort. Am J Med Sci 2004: 328 266-273. 5. Diario Oficial de la Federación. NORMA Oficial Mexicana NOM-030-SSA2- 1999, Para la prevención, tratamiento y control de la hipertensión arterial. Abril 5 de 2000. 6. Diamond JA, Phillips RA. Hypertensive heart disease. Hypertens Res 28:191-202, 2005. 7. Brown WV. Risk factors for vascular disease in patients with diabetes. Diabetes Obes Metab 2 Supp. 2 ; S11-18, 2000. 51 8. Sun L, Schulte N, Iwamoto T, Yamaguchi S, Toya Y, Kobayashi S et al. Association analysus of restriction fragment length polymorphism in normotensive and hypertensive humans. J Hypertension 1992: 10: 1011- 1015. 9 . Doris PA, Fornage M. The transcribed genome and the heritable basis of essential hypertension. Cardiovasc Toxicol 5:95-108, 2005. 10. Coy V. Genetics of essential hypertension. J Am Acad Nurse Pract 17:219-24, 2005. 11. Matsubara M. Genetic determination of human essential hypertension. Tohoku J Exp Med 192:19-33, 2000. 12. Winkelmann BR, Marz W, Boehm BO, Zotz R, Hager J, Hellstern P, Senges J; LURIC Study Group (LUdwigshafen RIsk and Cardiovascular Health). Rationale and design of the LURIC study: a resource for functional genomics, pharmacogenomics and long-term prognosis of cardiovascular disease. Pharmacogenomics 2:S1-73, 2001. 13. Mellen PB, Herrington DM. 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Spielman RS, McGinnis RE, Ewens WJ. Transmission test for linkage disequilibrium: The insulin gene region and insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM). Am J Hum Genet 52:506-516. 1993. 24. Cañedo Dorantes L. Investigación Clínica. Editorial Interamericana. 1987. 25. Gustincich S, Manfioletti G, Del Sal G, Schneider C, Carninci P: A fast method for high-quality genomic DNA extraction from whole human blood. Biotechniques. 11(3):298-300, 302, 1991. 26. Sambrook J. Molecular cloning: a laboratory manual. 3rd edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press New York . 2001. 27. Sanguinetti CJ, Dias Neto E, Simpson AJ. Rapid silver staining and recovery of PCR products separated on polyacrylamide gels. Biotechniques 17(5):914-21, 1994. 54 Anexo 1. TÉCNICAS. MICROMÉTODO DE EXTRACCIÓN DE ADN A PARTIR DE SANGRE COMPLETA (DTAB/CTAB). Equipo " Baño María a 68°C " Microcentrífuga Material " Guantes desechables " Cubrebocas " Gasas " Tubos para microcentrífuga de 2.0 mL con tapón de rosca " Tubos para microcentrífuga de 1.5 mL " Pipeta graduable de 10-100 µL " Pipeta graduable de 100-1000 µL " Puntillas amarillas " Puntillas azules. Reactivos " Buffer de lisis: DTAB al 8 % (bromuro de dodecil trimetil amonio) en: Trisma base 10mM pH 8.6, NaCl 1.5 M y EDTA 50 mM. " Cloroformo 55 " CTAB al 5 % (bromuro de hexadecil trimetil amonio) en NaCl 0.4 M. NaCl 1.2 M " Etanol 100 % " Etanol 70 %. Procedimiento 1. Colocar 300 µL de sangre completa (recolectada en un tubo con EDTA) en un tubo para microcentrífuga de 2.0 mL. 2. Agregar 600 µL de buffer de lisis y agitar suavemente por inversión. 3. Colocar 5 minutos en baño María a 68°C. 4. Agregar 900 µL de cloroformo. Tapar bien el tubo y agitar vigorosamente durante 5 min. 5. Centrifugar 15 min a 10,000 rpm. En este paso se formarán tres capas: la inferior formada por cloroformo, una intermedia en la que se encuentran las membranas y dentritos celulares y la superior acuosa que contiene el ADN. 6. Recuperar la fase acuosa y agregar 100 µL de CTAB y 900 µL de agua. Agitar suavemente por inversión durante 2 min. 7. Centrifugar 10 min a 10, 000 rpm. 8. Decantar el sobrenadante y resuspender la pastilla en 100 µL de NaCl 1.2 M. 9. Agregar 750 µL de etanol al 100% y agitar moderadamente. En este paso se precipita el ADN y es el ÚNICO en el que puede pararse el procedimiento, siempre y cuando los tubos se mantengan a -20°C. 56 10. Centrifugar 15 min a 10,000 rpm. 11. Decantar el sobrenadante y agregar 1 mL de etanol al 70%. Agitar moderadamente y centrifugar a 10,000 rpm durante 5 min. 12. Repetir el paso anterior dos veces (tres lavados en total). 13. Evaporar el etanol sobrenadante colocando los tubos abiertos en baño María a 55-60°C. 14. Resuspender la pastilla en 300 µL de agua inyectable. 57 CUANTIFICACIÓN DE ADN (Método Espectrofotométrico) Para cuantificar el ADN deben tomarse las lecturas de la densidad óptica a 260 nm y 280 nm. La lectura de la muestra a 260 nm permite el cálculo de la concentración de ADN en la solución. Una DO de 1 corresponde a aproximadamente 50 µg/mL de ADN de doble cadena, 40 µg/ml de ADN de cadena sencilla y ARN, y alrededor de 20 µg/ml de oligonucleótidos de cadena sencilla. La tasa entre las lecturas a 260 nm y 280 nm (DO260/DO280) proporciona una estimación de la pureza del ácido nucleico. Las preparaciones puras de ADN o ARN tienen valores de DO260/DO280 de 1.8 y 2.0, respectivamente. Si hay una contaminación con proteínas o fenol, la tasa DO260/DO280 será significativamente menor y por lo tanto no será posible la cuantificación exacta del ácido nucleico. Para realizar el cálculo de la concentración de ADN se utiliza la siguiente fórmula: ng/µL = (50) (FD) (DO a 260 nm) en donde: FD ==== Factor de dilución ==== Volumen total de la celda Volumen de la muestra 50 = Constantepara ADN (DO 1 = 50 ng/ µL). 58 Equipo " Gene Quant (Pharmacia) Material " Celdillas de cuarzo de 0.5 mL " Pipeta graduable de 0.5-10 µL " Pipeta graduable de 100-1000 µL " Puntillas blancas " Puntillas amarillas " Puntillas azules " Gasas " Parafilm Procedimiento 1. Ajustar el equipo verificando que los parámetros programados correspondan a la determinación de ADN de acuerdo a las instrucciones del fabricante. 2. Colocar 500 µL de agua inyectable en la celdilla de cuarzo y tomar las lecturas de referencia del blanco a 260nm. 3. Agregar a la celdilla con agua 1 µL de ADN que se desea cuantificar. Tapar con papel parafilm y agitar suavemente. No deben formarse burbujas. 4. Indicar al aparato que se leerá una muestra y obtener los valores de absorbancia a 260 nm/280 nm, pureza y concentración de ADN. 59 5. Repetir los pasos 2 al 4 con cada muestra. PCR (Reacción en Cadena de la Polimerasa). Equipo " Termociclador " Microcentrífuga Material " Guantes " Tubos para microcentrífuga de 0.5 mL " Pipeta graduable de 0.5-1 µL. " Pipeta graduable de 100-1000 µL " Puntillas blancas " Puntillas amarillas " Puntillas azules Reactivos " Buffer de la enzima Taq polimerasa " Desoxinucleótidos (A, C, G, T) trifosfatados (dNTPs) " Cloruro de magnesio " Taq polimerasa " Agua inyectable " ADN " Aceite mineral 60 " Iniciadores específicos para el gen de la ECA: " 5´ CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT 3´ 5´GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT 3´ Procedimiento 1. Calcular los reactivos de acuerdo al número de reacciones según las condiciones originales de reacción que se muestra en el cuadro 11. 2. Colocar la cantidad de ADN (de acuerdo a cada condición) en cada tubo previamente rotulado con el número de muestra y fecha de realización. 3. En un tubo por separado colocar las cantidades necesarias de cada componente de la reacción de acuerdo a lo calculado. 4. Distribuir el coctel de amplificación en los tubos con el ADN, cerrar y agitar suavemente para que se mezclen todos los reactivos. 5. Centrifugar 5 seg. Reactivo [inicial] [final] µL/rx Buffer 10 X 1 X 1.25 ECA 1 2 pmol/µL 2.4 pmoles/rx 1.2 ECA 2 2 pmol/µL 2.4 pmoles/rx 1.2 dNTPs 10mM 2mM/rx 1.0 61 MgCl2 50mM 3mM/rx 1.5 Agua -- Cbp 12.5 µL 5.3 Taq polimerasa 5U/µL 1U/rx 0.05 ADN 100ng/µL 100 ng/rx 1.0 Condiciones químicas de amplificación del gen de la ECA. Agregar una gota de aceite mineral para evitar la evaporación y colocar en el termociclador programado con los siguientes parámetros: Paso Temperatura ºC Tiempo Descripción 1 94ºC 5 min Desnaturalización inicial 2 94ºC 1 min Desnaturalización 3 58ºC 1 min Alineamiento 4 72ºC 2 min Extensión 5 30 ciclos Amplificación 6 72ºC 10 min Extensión final 7 4ºC Indefinido Mantenimiento Condiciones de temperatura y ciclos de amplificación para el polimorfismo I/D del gen de la ECA. 62 ELECTROFORESIS EN GEL DE POLIACRILAMIDA. Los geles de poliacrilamida más utilizados para analizar productos amplificados o de digestión, se preparan a partir de una solución al 30% (29 g de acrilamida y 1 g de N-N’- metilenbisacrilamida) que debe permanecer en un envase obscuro a temperatura ambiente. Precaución: la arcrilamida es un potente neurotóxico que se absorbe a través de la piel. Sus efectos son acumulativos. Es imprescindible usar guantes y mascarilla protectora en el momento de prepararla. Se considera que la poliacrilamida (polimerizada) no es tóxica. Sin embargo deben tomarse las mismas precauciones considerando la posible existencia de acrilamida no polimerizada. Esta metodología es más sensible, tiene un mayor poder de resolución y da una copia permanente del experimento secando el gel. Las mayores desventajas del uso de estos geles son que sus componentes (poliacrilamida y bisacrilamida) no polimerizados son neurotóxicos, tanto por la piel como por la inhalación del polvo además que requieren más tiempo de preparación, y son relativamente más frágiles para su manejo que los geles de agarosa. El gel se forma por la polimerización de grupo vinilo de monómeros de acrilamida, y consiste en largas cadenas de poliacrilamida cruzados al azar de un monómero bifuncional, usualmente N,N-metilén-bis-acrilamida (bis). La reacción produce cadenas al azar de poliacrilamida que incorporan una pequeña proporción de moléculas bis, formando una malla tridimensional por 63 la que se mueve el ADN. La concentración de acrilamida determina el promedio de longitud de la cadena polimerizada, y la concentración de bis determina la cantidad de puentes cruzados formados. La polimerización de los monómeros procede por un mecanismo de formación de radicales libres que es iniciado por un catalizador. El más empleado es el persulfato de amonio, que produce los radicales de oxígeno libre por un proceso a su vez catalizado por una base; las más utilizadas para acelerar esta reacción son la aminas alifáticas terciarias N, N, N’, N’-tetrametil etilén diamina (TEMED). Entre las proporciones de arcrilamida: Bis más comúnmente usadas son 29:1 y 19:1, y en una concentración del 4 al 12 %. Los geles de poliacrilamida se preparan según el porcentaje deseado en el mismo buffer de corrimiento que debe por lo tanto quedar a una concentración final 1X. TINCIÓN CON NITRATO DE PLATA. La tinción con nitrato de plata de geles de poliacrilamida, aún cuando es más laboriosa y más costosa que la tinción con bromuro de etidio, proporciona una mayor nitidez de los fragmentos analizados, por lo que aumenta también la sensibilidad y resolución, que facilitan a su vez la interpretación de resultados, además de permitir conservar el gel por tiempo prolongado, ya que es posible secarlos sobre papel absorbente y guardarlos por un período de 1 a 6 meses. Otra ventaja de esta tinción es que no utiliza reactivos peligrosos, sin embargo deben usarse guantes cuando se trabaje 64 con esta tinción, ya que los genes pueden quedar marcados con la grasa natural de los dedos. Reactivos " Solución fijadora: Etanol 10%, Ac. Acético 0.5 %. " Solución de tinción: Nitrato de Plata 0.2 % en solución fijadora. " Solución reveladora NaOH 3.0% y Formaldehído 0.5%. Procedimiento 1. Colocar el gel en solución fijadora durante 5 minutos en agitación. Decantar el líquido. 2. Agregar solución de tinción suficiente para cubrir el gel y agitar durante 5 minutos. Decantar el líquido. 3. lavar con agua destilada durante 3 minutos para quitar el exceso de tinción. Decantar el líquido. 4. Agregar solución reveladora y mantener en agitación hasta que aparezcan las bandas. 5. Enjuagar con agua corriente. Comentarios " El tiempo de fijación puede aumentarse a media hora y nos mejora la tinción, aclara más el fondo del gel, a un color amarillo que contrasta mejor con las bandas. 65 " Es importante el movimiento al hacer el enjuague, para que se quite bien el exceso de plata y la tinción del gel tenga una resolución más clara. " Para mejorar el rendimiento de los reactivos se puede reciclar la solución fijadora del primer paso, y utilizarse para diluir la plata o al final para detener el revelado, y el resultado de la tinción no cambia. 66 Anexo 2. Carta de consentimiento. CARTA DE CONSENTIMIENTO INFORMADO PARA PARTICIPAR EN PROYECTO DE INVESTIGACIÓN GRUPO MULTIDISCIPLINARIO DE ESTUDIO DE HIPERTENSIÓN ARTERIAL PRIMARIA En la ciudad de __________________, el día ___ del mes de _______ de______. Por medio de la presente acepto participar en el proyecto de investigación titulado “ESTUDIO INTEGRAL DE LA HIPERTENSIÓN ARTERIAL: ASPECTOS BIOPSICOSOCIALES, EPIDEMIOLÓGICOS, GENÉTICOS, INMUNOLÓGICOS, CULTURALES Y DE ESTILO DE VIDA QUE IMPACTAN EN EL PRONÓSTICO, TRATAMIENTO Y CALIDADDE VIDA DEL PACIENTE CON HIPERTENSIÓN ARTERIAL” con Número de Registro ante el Fondo Sectorial de Investigación en Servicios de Salud 2005-02-14410. El objetivo de este proyecto es identificar los aspectos biomédicos y ocupacionales que permitan mejorar el manejo de los pacientes con Hipertensión Arterial a través de la caracterización de genes; la definición de marcadores moleculares e inmunológicos que podrían predecir la enfermedad, la resistencia a tratamiento y las complicaciones de la misma. 67 Participaré sabiendo que se va a mantener la confidencialidad de mis datos personales. Se me ha explicado que mi participación consistirá en: a) Responder a las preguntas que permitan conocer mi historia clínica, b) Revisión clínica que incluye la toma de mi presión arterial en al menos dos ocasiones y si es necesario el monitoreo ambulatorio de la misma por 24 horas, c) Permitir la toma de 10 ml de sangre de mi brazo para los estudios bioquímicos, inmunológicos y genéticos, d) Si es necesario, repetir alguno de los procedimientos anteriores en un periodo no menor de tres meses a fin de corroborar algún dato, estudio o completar la cantidad de muestra. Acepto que mi muestra pase a formar parte de la genoteca de la División de Medicina Molecular del Centro de Investigación Biomédica de Occidente y declaro que se me ha informado ampliamente sobre el anonimato que se mantendrá para estudios posteriores a este. Se me ha informado también de los posibles riesgos, inconvenientes, molestias y beneficios derivados de mi participación en el estudio. Los investigadores no me otorgarán ninguna compensación económica ni pagarán el costo de mi tratamiento médico. No obstante tendré las facilidades necesarias, tratamiento de emergencia y servicios profesionales que estarán disponibles para mi tal como lo están para la comunidad en general. Los investigadores se han comprometido a darme información oportuna sobre cualquier procedimiento alternativo adecuado que pudiera ser ventajoso para mi tratamiento, así como a responder a cualquier pregunta y aclarar cualquier duda que le plantee acerca de los procedimientos que se lleven a cabo, los riesgos, los beneficios o cualquier otro asunto relacionado 68 con la investigación o con mi tratamiento. Yo puedo localizarlos en el teléfono (033)3668 30 00, extensión 31975. Entiendo que conservo el derecho de retirarme del estudio en cualquier momento en que lo considere conveniente, sin que ello afecte la atención médica que recibo. Los investigadores me han dado seguridades de que no se me identificará en las presentaciones o publicaciones que deriven de este estudio y de que los datos relacionados con mi privacidad serán manejados en forma confidencial. También se ha comprometido a proporcionarme la información actualizada que se obtenga durante el estudio, aunque ésta pudiera hacerme cambiar de parecer respecto a mi permanencia en el mismo. Una copia de la presente carta estará en mi poder. Nombre y firma del paciente Nombre y firma del Investigador Principal. Firma y nombre del testigo Firma y nombre del testigo Portada Índice Resumen Marco Teórico Planteamiento del Problema Justificación Objetivos Material y Métodos Resultados Discusión Conclusiones Bibliografía Anexos
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