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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS FACULTAD DE MEDICINA BIOMEDICINA EVALUACIÓN DE POLIMORFISMOS EN GENES RELACIONADOS CON LA INFLAMACIÓN EN PACIENTES MEXICANOS CON ENFERMEDAD DE ALZHEIMER TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: MAESTRA EN CIENCIAS BIOLÓGICAS PRESENTA: DIANA KARINA FRANCO BOCANEGRA TUTORA PRINCIPAL DE TESIS: DRA. VICTORIA CAMPOS PEÑA POSGRADO EN CIENCIAS BIOLÓGICAS UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONÓMA DE MEXICO COMITÉ TUTOR: DRA. ROSALINDA GUEVARA GUZMÁN FACULTAD DE MEDICINA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO DR. FEDERICO ÁVILA MORENO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES IZTACALA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO MÉXICO, D.F. FEBRERO, 2014 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. AGRADECIMIENTOS Al Posgrado en Ciencias Biológicas, UNAM, por haberme brindado la oportunidad de dar este importante paso en mi formación académica, y de esta manera permitirme contribuir a mi crecimiento personal y de mi entorno. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), por el otorgamiento de la beca número 441123/270152 la cual fue proporcionada durante todo el transcurso de este proyecto y sin la cual su realización no hubiera sido posible. A la Dra. Victoria Campos Peña, tutora principal de esta tesis a quien le estaré por siempre agradecida por haberme dado esta gran oportunidad de pertenecer a su equipo de trabajo, por toda su ayuda y el todo el tiempo que me ha dedicado, por todo lo que me ha enseñado y por motivarme siempre para ser mejor estudiante y persona. A la Dra. Rosalinda Guevara Guzmán y el Dr. Federico Ávila Moreno, miembros del comité tutor, por sus observaciones y comentarios durante las evaluaciones y las correcciones del presente proyecto, que contribuyeron en gran manera a enriquecerlo y mejorarlo. AGRADECIMIENTOS A TITULO PERSONAL Al Dr. Leopoldo Santos Argumedo, el Dr. Benjamín Florán Garduño y la Dra. Gohar Gevorgyan Markosian por haber aceptado pertenecer al Jurado de examen de Grado y evaluar y corregir el presente documento de tesis. A los trabajadores del Posgrado en Ciencias Biológicas Lilia Jiménez Solís, Ernesto Armando Rodríguez Reyes, Patricia Oliva Estrella, María de Jesús Márquez Salazar, Rocío Chávez Trejo y Erika Rodríguez Reyes, quienes me acompañaron y ayudaron durante todo este proceso y su trabajo hizo posible la realización de este Posgrado. Al Dr. Juan Servando Núñez Farfán y el Dr. Daniel Piñero Dalmau, profesores de Genética en el Posgrado en Ciencias Biológicas, cuyas excelentes clases hicieron crecer mi interés y conocimiento de la genética de poblaciones, la cual es la base del presente proyecto. Al Dr. Esteban González Burchard y a María del Pino Yañes, quienes colaboraron en este proyecto aportando información necesaria para el procesamiento de datos y la interpretación de los resultados. A mi compañera de laboratorio Danira Toral Ríos, cuyos consejos y enseñanzas han sido de invaluable ayuda para la realización de esta tesis, así como para mi crecimiento profesional y personal. DEDICATORIA Esta tesis está dedicada: A mi mamá, Rosa María Bocanegra González A mi compañero de vida, Tirso René del Jesús González Alam A los amigos que llevan ya muchos años acompañándome en el camino: Adriana Bocanegra Becerril Adriana Salazar Aguilar Andrea Salazar Aguilar Aurelio Ninandii Antonio Cruz Érika del Carmen Baas Cruz Fátima Leonor Gamboa Estrella Goretty Graciela Herrera Aguilar Gregorio Sauri Jairala Rubén Solís Mecalco Saúl Aarón Chay Vela ÍNDICE Lista de figuras y tablas 1 Resumen 3 Abstract 5 1. Introducción 7 2. Objetivos 8 2.1. Objetivo general 8 2.2. Objetivos específicos 8 3. Antecedentes 9 3.1. Descripción general de la Enfermedad de Alzheimer 9 3.1.1. Criterios diagnósticos 9 3.2. Patofisiología 10 3.2.1. Placas neuríticas 11 3.2.2. Marañas neurofibrilares 13 3.3. Subtipos de la EA 14 3.3.1. EA de inicio temprano 14 3.3.2. EA de inicio tardío 15 3.3.2.1. Factores de riesgo genético para EA de inicio tardío 16 3.3.2.2. Otros factores de riesgo 17 3.4. El papel de la inflamación en la EA 17 3.4.1. Evidencias de un componente inflamatorio en la EA 17 3.4.2. Mecanismos de acción de la inflamación en la EA 18 3.4.3. Ciclo-oxigenasa 19 3.4.4. Clusterina 20 3.4.5. Receptor del complemento 1 22 3.4.6. Proteína c reactiva 23 3.4.7. Factor de necrosis tumoral alfa 25 3.4.8. Interleucinas 25 3.4.8.1. Interleucina 1α 26 3.4.8.2. Interleucina 6 26 3.4.8.3. Interleucina 10 27 3.5. El papel de la genética de poblaciones en el estudio de la EA 28 3.5.1. Estudios de asociación genética 28 3.5.1.1. Desequilibrio de ligamiento en estudios de asociación genética 29 3.5.1.2. Análisis de ancestría en estudios de asociación genética 30 4. Metodología 32 4.1. Población de estudio 32 4.2. Extracción de ADN genómico y genotipificación 32 4.3. SNPs analizados 34 4.4. Determinación de la concentración de IL-6 en plasma 35 4.5. Análisis estadístico 35 4.5.1. Cálculo de frecuencias alélicas, genotípicas y haplotípicas 35 4.5.2. Cálculo del desequilibrio de ligamiento 36 4.5.3. Estimación de las proporciones de ancestría 36 4.5.3.1. AIMs utilizados en el estudio 36 4.5.3.2. Estimación de las proporciones de ancestría en cada grupo 37 4.5.3.3. Estimación de las proporciones de ancestría para cada individuo 38 4.5.3.3.1. Método de Evanno 39 4.5.3.3.2. Corrección por ancestría 39 5. Resultados 39 5.1. Género y edad en la población de estudio 39 5.2. Análisis de las frecuencias alélicas 40 5.3. Análisis de las frecuencias genotípicas 41 5.4. Análisis de las frecuencias haplotípicas 44 5.5. Cálculo del desequilibrio de ligamiento 46 5.6. Determinación de la concentración de IL-6 en plasma 48 5.7. Análisis de la ancestría de la población de estudio 48 5.7.1. Proporciones de ancestría de cada grupo de estudio 48 5.7.2. Estimación de las proporciones de ancestría para cada individuo 49 5.7.2.1. Método de Evanno 49 5.7.3. Corrección por ancestría 53 6. Discusión 53 6.1. Género 54 6.2. Frecuencias alélicas, genotípicas y haplotípicas 54 6.3. Determinación de IL-6 en plasma 56 6.4. Análisis de la ancestría de la población 57 7. Conclusiones 58 Literatura citada 60 Anexo 1. Protocolo para la extracción de ADN a partir de sangre periférica 78 Anexo 2. Protocolo para ensayo de ELISA de IL-6 80 1 LISTA DE FIGURAS Y TABLAS Figura 1. Corte de tejido de amígdala de paciente con EA Figura 2. Procesamiento de la APP Figura 3. COX-2 en el sistema nervioso central Figura 4. Estructura de la clusterina Figura 5. Vías del complemento Figura 6. Estructura de la proteína C reactiva Figura 7. Desequilibrio de ligamiento Figura 8. Fundamentos de la PCR tiempo real Figura 9. Genotipificación Figura 10. Valores de D’ para cada par de loci Figura 11. Valores de D’ y LOD para cada par de loci Figura 12. Valores de r2 y LOD para cada par de loci Figura 13. Proporciones de ancestría para el grupo de casos Figura 14. Proporciones de ancestría para el grupo de controles Figura 15. Gráficade los valores del cambio en la verosimilitud de la cantidad de poblaciones ancestrales para cada cantidad de poblaciones ancestrales Figura 16. Estructura genética de la población de estudio Figura 17. Agrupación en clusters de las tres poblaciones ancestrales y los grupos de estudio Tabla 1. SNPs analizados en el presente estudio Tabla 2. Marcadores informativos de ancestría utilizados en el presente estudio Tabla 3. Frecuencia de cada AIM en las poblaciones ancestrales Tabla 4. Distribución de los géneros en cada grupo de estudio Tabla 5. Frecuencias alélicas del SNP rs20417 en COX-2 Tabla 6. Frecuencias alélicas para cada SNP analizado Tabla 7. Prueba del equilibrio de Hardy-Weinberg para cada SNP analizado Tabla 8. Frecuencias genotípicas del SNP rs20417 en el gen COX-2 Tabla 9. Frecuencias genotípicas de los SNPs analizados 2 Tabla 10. Análisis de las frecuencias genotípicas de los SNPs rs20417 en el gen COX-2 y rs1800795 en el gen IL6 bajo el modelo dominante Tabla 11. Análisis de las frecuencias genotípicas del SNP rs6656401 en el gen CR1 bajo el modelo recesivo Tabla 12. Análisis de las frecuencias genotípicas de los SNPs rs20417 en el gen COX-2 y rs1800795 en el gen IL-6 bajo el modelo sobredominante Tabla 13. Frecuencias haplotípicas (todos los SNPs) Tabla 14. Frecuencias haplotípicas (3 SNPs) Tabla 15. Resumen del cálculo del cambio en la verosimilitud de la cantidad de poblaciones ancestrales Tabla 16. Análisis de frecuencias genotípicas corregido por ancestría 3 RESUMEN Se calcula que aproximadamente el 4.5% de las personas mayores de 65 años de edad de todo el mundo padece de alguna forma de demencia, y de éstas personas, el 65% podría padecer la Enfermedad de Alzheimer (EA), lo que hace de este padecimiento el tipo más frecuente de demencia. A nivel histopatológico, los principales sellos distintivos de la EA son la presencia en el tejido nervioso de lesiones formadas por agregados proteínicos, tales como las placas neuríticas compuestas por el péptido amiloide-β (Aβ) y las marañas neurofibrilares (MNFs), compuestas por la proteína tau. Junto con estas lesiones, la activación del sistema inmune, la cual conduce a un estado inflamatorio general, es también otra característica importante de la EA. La presencia de placas neuríticas atrae a la microglía y a los astrocitos, y se estimula en ellos la producción de citocinas pro- inflamatorias. La activación crónica de estos tipos celulares, y la inflamación que esto ocasiona contribuye a la neurodegeneración, por lo cual la inflamación se considera una pieza clave en el desarrollo de la enfermedad. Entre las proteínas más importantes que participan en la regulación de procesos inflamatorios, y cuya actividad ha sido asociada al desarrollo de la EA está la ciclo-oxigenasa 2 (COX- 2), la clusterina (CLU), el receptor del complemento 1 (CR1), la proteína C reactiva (CRP), el factor de necrosis tumoral α (TNF-α), las interleucinas proinflamatorias interleucina 1α (IL-1α) e interleucina 6 (IL-6), y la interleucina anti-inflamatoria interleucina 10 (IL-10). Se ha propuesto, que ciertas variaciones en la secuencia de los genes que codifican a estas proteínas pueden causar diferencias en su tasa de expresión génica o en su función; resulta importante investigar si estas variaciones podrían estar asociadas con el riesgo de desarrollar la EA. El objetivo del presente estudio fue determinar si la presencia de polimorfismos en los genes que codifican a las proteínas mencionadas se encuentran asociados con el desarrollo de la EA en pacientes mexicanos. Para ello se genotipificaron 14 polimorfismos en una población compuesta por 93 sujetos con EA y 80 controles pareados por edad, y se analizaron las diferencias en frecuencias alélicas, genotípicas y haplotípicas entre ambos grupos. Para asegurar la validez de las 4 asociaciones encontradas se realizó un análisis de ancestría de la población de estudio. Las variantes genéticas asociadas con la EA que se identificaron fueron el SNP rs20417 en el gen COX-2, el SNP rs6656401 del gen CR1 y el SNP rs1800795 del gen IL-6. Los resultados también señalaron 4 haplotipos asociados a la EA. El análisis de ancestría reveló que no existieron diferencias significativas en la ancestría de los grupos comparados, mientras que las asociaciones encontradas mantuvieron significancia estadística incluso posterior a su corrección por ancestría, confirmando su fuerte asociación con la enfermedad EA. Por lo tanto, se concluye que la variación en genes relacionados con el proceso inflamatorio podría estar asociada con el desarrollo de la EA, por lo que resulta necesario profundizar en el estudio de estos genes y los patrones de expresión de sus proteínas. 5 ABSTRACT It has been estimated that approximately 4.5% of individuals over 65 years old worldwide suffer from some kind of dementia, and of these people, approximately 65 % have Alzheimer's disease (AD), which makes AD the most common type of dementia. Histologically, the major hallmarks of AD are the presence in the brain of lesions formed by protein aggregates, such as neuritic plaques, consisting of amyloid-β peptide (Aβ) and neurofibrillary tangles (NFTs), consisting of tau protein. These lesions, along with the activation of the immune system, which leads to a general inflammatory state, are the major features of AD. The presence of neuritic plaques attracts microglia and astrocytes, and stimulates the production of pro- inflammatory cytokines. Because chronic activation of these cell types, and the inflammation that this causes, contributes to neurodegeneration, inflammation therefore has been considered a key factor in development of the disease. Among the most important proteins involved in the regulation of inflammation, and whose activity has been associated with the development of AD there are cyclooxygenase 2 (COX-2), clusterin (CLU), complement receptor 1 (CR1), C reactive protein (CRP) , tumor necrosis factor α (TNF- α) , the pro-inflammatory cytokines interleukin 1α (IL - 1α) and interleukin 6 (IL-6), and anti-inflammatory interleukin 10 (IL-10). Since certain sequence variations in the genes that encode these proteins can cause differences in the rate of gene expression or modify protein function, it is important to investigate whether these variations may represent a change in the risk of developing AD. The objective of this study was to determine whether the presence of polymorphisms in the genes encoding the aforementioned proteins is associated with the development of AD in Mexican patients. In order to achieve this aim, 14 polymorphisms were genotyped in a study population consisting of subjects with AD and age-matched controls, and analyzed the differences in allelic, genotypic and haplotypic frequencies between the two groups. To ensure the validity of the observed associations an analysis of ancestry of the study population was also conducted. Genetic variants associated with AD that were identified were the SNP rs20417 within COX - 2, the SNP rs6656401 within CR1 and SNP 6 rs1800795 within the IL-6 gene. The results also identified four haplotypes associated with AD. Ancestry analysis revealed no significant differences in the ancestry of the compared groups, and associations remained significant even after correction for ancestry, which corroborates the validity of the results. We conclude that variation in genes related to the inflammatory process is important in the development of AD pathology and further study of these genes and their resulting proteins is needed. 7 1. INTRODUCCIÓN A nivel mundial, se calcula que la prevalencia de la demencia en general es deaproximadamente 4.5% (Rodríguez-Agudelo et al. 2011) mientras que la EA representa el el 65% de todos los casos (Zhang et al. 2004), convirtiéndose en la principal causa de demencia. La EA es una enfermedad compleja en la que intervienen factores genéticos y ambientales que participan de manera importante en el desarrollo de la patología permaneciendo desconocido hasta el momento un factor patognomónico. Entre los muchos factores que han sido asociados con esta enfermedad, se encuentra la inflamación siendo tal vez uno de los más importantes. Se ha observado que al igual que la presencia de placas neuríticas y MNFs, la inflamación es un proceso característico de la enfermedad y numerosos estudios epidemiológicos han mostrado que el uso de terapia anti-inflamatoria puede ser un tratamiento preventivo para este padecimiento. En la actualidad, existen evidencias que señalan que la presencia de ciertos polimorfismos presentes en genes que codifican para la expresión de proteínas relacionadas con la respuesta inflamatoria podrían estar asociados con el desarrollo de la EA. Algunos de estos polimorfismos han sido descritos en genes como COX-2, CLU, CR1, TNF-α, la CRP, la IL-1α, la IL-6 y la IL-10 El papel que juegan los factores relacionados con la inflamación en la patofisiología de la EA es sin duda un campo muy relevante de investigación. Las proteínas cuyos genes se analizarán en este estudio tienen una participación importante en el proceso inflamatorio, por lo cual resulta muy probable que la existencia de polimorfismos en la secuencia de los genes que las codifican provoque cambios en su estructura y función, favoreciendo el proceso inflamatorio, observado en la EA. Por ello, se hace evidente la importancia de evaluar si la presencia de estos polimorfismos se encuentra asociada con esta enfermedad en nuestra población, y cómo este conocimiento podría ser empleado en el desarrollo de nuevas estrategias de tratamiento y manejo de la enfermedad. Por otro lado, al buscar marcadores de riesgo en poblaciones genéticamente heterogéneas, como la población mexicana la cual, hasta la fecha no ha sido 8 evaluada, es importante tomar en cuenta la ancestría de la población para poder asegurar la validez de las asociaciones encontradas. En esto radica la importancia del análisis de ancestría que se realiza en el presente estudio. 2. OBJETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL Realizar un estudio de asociación genética entre casos y controles para determinar si la presencia de polimorfismos en los genes mencionados se encuentra asociada con el desarrollo de la EA en pacientes mexicanos. 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Determinar las frecuencias alélicas, genotípicas y haplotípicas de 14 polimorfismos en los genes relacionados con la inflamación, mencionados anteriormente. 2. Estimar la distribución de las proporciones de ancestría de cada una de las poblaciones ancestrales en ambos grupos de estudio. 3. Estimar las proporciones de ancestría para cada sujeto de estudio. 4. Calcular el desequilibrio de ligamiento entre los marcadores analizados. 5. Comparar las frecuencias alélicas, genotípicas y haplotípicas de estos 14 polimorfismos en los genes mencionados entre casos y controles, controlando para sexo, edad y ancestría, y determinar si existen diferencias significativas. 9 3. ANTECEDENTES 3.1. DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER La enfermedad de Alzheimer (EA) es una enfermedad neurodegenerativa que consiste principalmente en un deterioro de la memoria episódica (Di Paola et al. 2006) y de las funciones ejecutivas (Collette et al. 1999), caracterizado por fallas prominentes en la memoria de corto (Grady et al. 2001) y largo plazo (Hodges et al. 1990), con una relativa preservación de la memoria de eventos lejanos en el tiempo en comparación con eventos más recientes (Beatty et al. 1988). Las personas que padecen esta enfermedad presentan dificultad para el aprendizaje (Grober y Kawas, 1997), la realización de actividades de la vida cotidiana (Carswell y Eastwood, 1993) y la planeación estratégica (Espinosa et al. 2009). Esto viene acompañado de una progresiva desintegración de la memoria semántica (Wierenga et al. 2011). Otros síntomas frecuentes en la EA son la apraxia ideomotora (Capone et al. 2003), la apatía (Zhao et al. 2012) y los trastornos del sueño (Hot et al. 2011). 3.1.1. Criterios diagnósticos El diagnóstico clínico de demencia tipo Alzheimer se obtiene cuando el paciente cumple con los criterios establecidos por el NINCDS-ADRDA (National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke- Alzheimer’s Disease and Related Disorders Association), los cuales incluyen: 1) diagnóstico de demencia, establecido mediante examen clínico y documentado a través del MMSE (Mini- Mental State Examination), 2) presencia de déficits en al menos dos áreas de la cognición (ej. orientación, atención, cálculo, lectura, escritura, habilidad para dibujar o copiar), 3) empeoramiento progresivo de la memoria y otras funciones cognitivas, 4) ausencia de perturbaciones de la consciencia, y 5) ausencia de otras enfermedades cerebrales o sistémicas que puedan ocasionar déficits progresivos en memoria y cognición (Leach y Levy, 1994). 10 Algunos autores (Dubois et al. 2007) consideran válidos también para el diagnóstico de demencia tipo Alzheimer los criterios planteados en el DSM-IV (Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, cuarta edición), el cual comparte esencialmente los criterios del NINCDS-ADRDA, añadiendo que el deterioro cognitivo debe ser lo suficientemente severo como para provocar una perturbación significativa de las actividades sociales y/o laborales del paciente (American Psychiatric Association, 2000). El diagnóstico definitivo de la EA sólo puede ser realizado mediante análisis histológico post-mortem, observando la presencia de ciertas lesiones características de la enfermedad, las cuales serán descritas a continuación. 3.2. PATOFISIOLOGÍA A nivel histopatológico, las principales características distintivas de la EA son la progresiva pérdida neuronal (Canu et al. 2012), y la presencia en el cerebro de lesiones formadas por agregados proteínicos, tales como las placas neuríticas que se ubican en el espacio extracelular y están compuestas por el péptido amiloide-β (Aβ) (Wong et al. 1985) y las marañas neurofibrilares (MNFs), compuestas por los llamados filamentos helicoidales apareados, los cuales forman agregados en el citoplasma neuronal, y están constituidos por la proteína tau hiperfosforilada (Kosik et al. 1986) (figura 1). 11 Figura 1. Corte de tejido de amígdala de paciente con EA teñido mediante la impregnación argéntica de Bielschowsky, mostrando dos placas neuríticas y neuronas piramidales conteniendo MNFs. Modificado de Selkoe (1999). 3.2.1. Placas neuríticas La hipótesis más aceptada acerca de la patofisiología de la EA es la llamada hipótesis del amiloide, la cual considera la acumulación extracelular de Aβ, y la subsecuente formación de placas neuríticas como el evento primordial en la patología de la EA. Típicamente, una placa neurítica consiste en un núcleo de fibras de Aβ rodeado por neuritas distróficas, microglía, y astrocitos. Las fibras de Aβ son fibras rectas que miden de 6 a 10 nm. de diámetro. Presentan resistencia a la proteólisis y birrefringencia al ser teñidas con el colorante rojo Congo. Las formas más comunes de Aβ son las de 40 y 42 aminoácidos (aa), siendo el Aβ42 la forma más fibrilogénica (Hardy y Allsop, 1991). Se ha sugerido que en condiciones normales (a bajas concentraciones), el Aβ cumple una función neurotrófica en el SNC (Mattson, 1997). Otros estudios han señalado que el Aβ también podría estar relacionado con el metabolismode lípidos. Se ha propuesto que el Aβ interactúa con la enzima hidroximetilglutaril- CoA, la cual regula la síntesis de colesterol, y a su vez activa a las Placas neuríticas MNFs 12 esfingomielinasas, las cuales regulan los niveles de esfingomielina presentes en las membranas celulares (Grimm et al. 2005). El Aβ es un péptido que se deriva del procesamiento proteolítico de una proteína transmembranal tipo I, llamada proteína precursora del amiloide (APP). Las isoformas más comunes de esta proteína son las que contienen 695, 751 y 770 residuos de aminoácidos (APP695, APP751 y APP770) (Wertkin et al. 1993). En condiciones normales, la APP tiene una función neurotrófica al promover el crecimiento de neuritas y la sinaptogénesis (Milward et al. 1992). También se sabe que participa en la regulación de la migración neuronal durante el desarrollo embrionario (Young-Pearse et al. 2007). El procesamiento de la APP puede darse mediante dos vías, conocidas como la vía amiloidogénica y la vía no-amiloidogénica (figura 2). Fig.2. Procesamiento de la APP; modificado de La Ferla et al. (2002). En la vía no-amiloidogénica la APP es cortada por la enzima α-secretasa entre las posiciones Aβ16 y Aβ17, por lo cual el procesamiento a través de esta enzima no genera al péptido Aβ . El corte produce dos fragmentos, uno libre, conocido como sAPP-α, y un fragmento C-terminal unido a la membrana conocido como CTF-α, el cual es procesado después por la γ-secretasa (Hardy y Allsop, 1991). 13 γ-secretasa es un complejo multiproteico formado por cuatro proteínas, que son una presenilina (PS) (presenilina 1 (PS-1) o presenilina 2 (PS-2)); la presenilin enhancer 2 (PEN-2); la nicastrina (NCT) y la anterior pharinx-defective 1 (APH-1) (Kimberly et al. 2003). La PS-1 o la PS-2 forman el centro catalítico. Este complejo interviene en la proteólisis intramembranal de diversas proteínas de membrana tipo I (Vetrivel et al. 2006). En la vía amiloidogénica la APP es cortada por la enzima β-secretasa, la cual libera un fragmento conocido como sAPP-β, y deja un fragmento unido a la membrana conocido como CTF-β, el cual es posteriormente cortado por el complejo enzimático γ-secretasa, liberando al Aβ (Hardy y Allsop, 1991). La acumulación de Aβ tanto extracelular como intracelularmente contribuye a la neurodegeneración en la EA mediante diversos mecanismos. El Aβ genera una respuesta pro-inflamatoria por parte de las células microgliales, la cual implica la liberación de citocinas pro-inflamatorias que actúan directamente sobre las neuronas, o bien sobre los astrocitos, amplificando la respuesta inflamatoria y estimulando el reclutamiento de células inmunes periféricas (Meraz-Ríos et al. 2013). Asimismo, el Aβ intracelular, al entrar en la mitocondria causa disfunción de los complejos I y IV de la cadena respiratoria, provocando un déficit de la producción de ATP y la generación de especies reactivas del oxígeno (EROs), las cuales causan daño a la célula mediante la lipoperoxidación de las membranas, favorecen la agregación de tau y desencadenan la apoptosis (Butterfield, 2002). El Aβ también produce daño celular interactuando con los receptores glutamatérgicos NMDA, provocando excitotoxicidad y alteraciones de la homeostasis del calcio (Harkany et al. 2000). 3.2.2. Marañas neurofibrilares Otra de las lesiones que caracterizan a la EA son las MNFs. Estas lesiones están compuestas por agregados de proteína tau hiperfosforilada. La proteína en su estado normal cumple con la función de dar estabilidad al citoesqueleto, 14 uniéndose a los microtúbulos (MTs), y regula el transporte axonal de vesículas y organelos. La proteína tau tiene un dominio de unión a MTs, compuesto por 3 ó 4 motivos de unión a tubulina. En las neuronas, la fosforilación y desfosforilación de tau son importantes en la dinámica de transporte axonal. La mayor parte de la proteína tau se distribuye en los axones y dendritas. En condiciones patológicas, se ha propuesto que la hiperfosforilación de esta proteína hace que pierda su afinidad hacia los microtúbulos, los cuales pierden estabilidad, y esto contribuye a la degeneración celular (Dixit et al. 2008). La fosforilación de tau se lleva a cabo por la acción de cinasas, como la cinasa de glucógeno-sintasa 3β (GSK3β), la proteína-cinasa activada por mitógeno (MAPKs), las proteína-cinasas activadas por estrés (SAPKs) y las cinasas dependientes de ciclina (CDKs) como la cdc2 (cdk1) y la cdk5. Un desbalance en la actividad de estas cinasas puede llevar a la hiperfosforilación de la proteína y con ello favorecer el proceso neurodegenerativo Varios estudios han demostrado que existe una correlación directa entre el número de MNFs y el declive en el nivel global de cognición (Bennett et al. 2004). 3.3. SUBTIPOS DE LA EA. La EA se clasifica convencionalmente en dos subtipos: la EA de inicio temprano (EOAD) y la EA de inicio tardío (LOAD). En general, se considera que en la EA de inicio temprano los síntomas característicos de la enfermedad, se presentan antes de los 65 años (Sakamoto et al. 2002). Sin embargo, entre estos subtipos existen diferencias importantes, más allá de la edad de aparición. 3.3.1. EA de inicio temprano La EA de inicio temprano tiene un patrón de herencia definido, por lo que también se le conoce como EA de tipo familiar (FAD). Los factores genéticos que determinan la EA de inicio temprano son mutaciones en los genes de la APP, de la PS-1 y de la PS-2, localizados en los locus 21q21.3, 14q24.3 y 1q31-q42 15 respectivamente, y presentan un patrón de herencia autosómico dominante. Hasta la fecha, se han encontrado 32 mutaciones puntuales en el gen de la APP (O’Brien et al. 2011), y una doble mutación que resulta en el cambio de dos aminoácidos, a la que se le conoce como la “Mutación Sueca”. Ésta se trata de un cambio de lisina a asparagina en la posición 670 y de metionina a leucina en la posición 671. Las mutaciones de APP en general se localizan cerca de los sitios de corte de la γ-secretasa, y β-secretasa. Estas mutaciones afectan el procesamiento de APP de tal manera que la producción de Aβ se ve favorecida. Otras mutaciones causantes de EA de inicio temprano se han hallado en los genes de las presenilinas: 179 mutaciones en el gen de la PS-1, y 14 en el de la PS-2. Estas mutaciones modifican la actividad de la γ-secretasa de tal modo que aumentan la proporción Aβ42/Aβ40, favoreciendo su agregación. Clínicamente, la EA de inicio temprano se caracteriza por un deterioro rápido de la memoria y de las funciones cognitivas. Esto ha sido demostrado al observarse una disminución rápida de la puntuación del MMSE, en comparación a los sujetos con EA de inicio tardío (ver siguiente apartado). Los pacientes con EA de inicio temprano suelen presentar también un deterioro más pronunciado de las habilidades de lenguaje (van der Vlies et al. 2009). 3.3.2. EA de Inicio Tardío La EA de inicio tardío, a la que también se le llama de tipo esporádico, presenta una etiología multifactorial y multigénica, de esta manera, aunque se conocen algunos de los factores que determinan su desarrollo todavía no se alcanza una completa comprensión de la etiología de esta compleja enfermedad En la EA de inicio tardío no existen mutaciones causantes de la enfermedad, sin embargo, se ha podido comprobar que hay numerosos polimorfismos que confieren mayor susceptibilidad para su desarrollo. 16 3.3.2.1. Factores de riesgo genético para EA de inicio tardío El factor de riesgo más conocido y documentado para la EA de inicio tardío es el alelo ε4 del gen de la apolipoproteína E (APOE). La ApoE es una glucoproteína de 299 aa, que se expresa principalmente en el hígado,y en segundo lugar en el cerebro, en el cual es principalmente expresada por astrocitos y microglía, y en menor proporción en las células neuronales. Esta proteína participa en la endocitosis de lípidos, como el colesterol. Existe evidencia de que el colesterol liberado de lipoproteínas que contienen ApoE es utilizado en la sinaptogénesis, y en el mantenimiento de las conexiones sinápticas (Mauch, 2001; Pitas et al. 1987; Wernette-Hammond et al. 1989). Existen tres isoformas de la proteína ApoE, las cuales se diferencían una de otra por los residuos de aminoácidos presentes en las posiciones 112 y 158. Estas isoformas son ApoE2 (cys 112, cys 158), ApoE3 (cys 112, arg 158), y ApoE4 (arg 112, arg 158), y los alelos que las codifican son el ε2, ε3 y ε4. La presencia de la isoforma ApoE4 está asociada con un mayor riesgo para el desarrollo de la EA (Mahley et al. 2006) y este riesgo aumenta con el número de copias del alelo ε4 (Corder et al. 1993). Ha sido señalado que el mecanismo por el que la ApoE se vincula a la patofisiología de la EA es su interacción con el Aβ. La ApoE libre tiene la capacidad de formar complejos con el Aβ, favoreciendo la generación de fibrillas de Aβ. De las isoformas existentes se sabe que ApoE4 forma estos complejos a una mayor velocidad que las isoformas ApoE3 y ApoE2 (Sanan et al. 1994. Asimismo, algunos estudios señalan que ApoE estimula la endocitosis de APP y de β-secretasa hacia los endosomas, donde el APP se procesa por la vía amiloidogénica (He et al. 2007). Además del alelo ε4 de APOE, numerosos polimorfismos en diversos genes se han reportado como asociados al desarrollo de la EA de inicio tardío, en distintas poblaciones. Uno de los más estudiados es el de la ATP-binding casette 1A, la cual es una proteína que transfiere colesterol desde la capa interior de la membrana celular hacia la capa exterior (Wollmer et al. 2003; Wollmer et al. 2007). 17 Otro gen que se ha reportado como asociado a la EA de inicio tardío es el gen del receptor colinérgico nicotínico beta 2 (CHRNB2). El gen CHRNB2 codifica a la subunidad β2 de los receptores nicotínicos de acetilcolina (nAChRs). Los nAChRs son canales iónicos que responden a la unión de acetilcolina aumentando la concentración intracelular de Ca+ en neuronas pre- y post-sinápticas. Se ha encontrado que un polimorfismo intrónico en este gen reduce el riesgo de desarrollar la EA en un 50%. La reducción de los niveles de nAChRs y la pérdida de neuronas colinérgicas otra característica observada en pacientes con EA. Modelos animales, han demostrado que con el envejecimiento, los ratones knock- out para el gen CHRNB2 presentan atrofia en regiones involucradas con la cognición y la memoria, como son el neocórtex y las regiones hipocampales CA1 y CA3. Esto sugiere que estos receptores podrían participar en la supervivencia neuronal en estas áreas, y alteraciones en su funcionamiento podrían favorecer la neurodegeneración (Cook et al. 2004, Zoli et al. 1999). 3.3.2.2. Otros factores de riesgo Además de los factores genéticos, en la EA de inicio tardío también intervienen otros factores de riesgo. El principal factor de riesgo es la edad mayor a 65 años (Dolan et al. 2010). Entre otros factores, se encuentran aquellos que afectan el sistema vascular como la hipercolesterolemia (Kivipelto et al. 2001), la obesidad (Whitmer et al. 2005), la aterosclerosis (Hofman et al. 1997), y la diabetes tipo 2 (Luchsinger et al. 2001). 3.4. EL PAPEL DE LA INFLAMACIÓN EN LA EA 3.4.1. Evidencias de un componente inflamatorio en la EA: estudios epidemiológicos Desde principios de la década de los 90’s comenzaron a surgir estudios que vinculaban a la inflamación con la EA. Fillit et al. (1991), mostraron que ciertas 18 citoquinas proinflamatorias se encuentran elevadas en sujetos con EA. Posteriormente, estudios epidemiológicos como el de Li et al. (1992) hicieron notar que los sujetos con artritis presentaban una menor prevalencia de EA. Con base en estos y otros hallazgos se ha propuesto (Dickson et al. 1992) que esto podría estar vinculado al uso crónico de anti-inflamatorios, los cuales son fármacos empleados en el tratamiento de pacientes con artritis. Numerosos estudios epidemiológicos han sugerido que el uso prolongado de anti-inflamatorios no- esteroideos (AINES) es un factor que reduce el riesgo de presentar la enfermedad, (Broe et al. 2000; Coté et al. 2012; in’t Veld et al. 2001; Szekely et al. 2008; Yip et al. 2005). Sin embargo, hasta ahora las pruebas clínicas que han evaluado el uso de fármacos anti-inflamatorios como tratamiento para la EA no han tenido resultados favorables. Esto nos sugiere que el papel que juegan los anti- inflamatorios en relación con la EA es un papel preventivo, es decir, el uso de estos fármacos en sujetos cognitivamente sanos les confiere un cierto grado de protección y reduce su riesgo de padecer EA en el futuro. Por otro lado, a los sujetos que ya presentan la enfermedad el uso de anti-inflamatorios no les reporta ningún beneficio, posiblemente debido a que en estos sujetos ya se manifiestan diversos mecanismos de neurotoxicidad y muerte celular sobre los cuales los anti- inflamatorios ya no tienen ningún efecto. Por todo esto, es necesario profundizar más sobre cuáles son las posibles causas y las características de la inflamación observada en los sujetos con EA. 3.4.2. Mecanismos de acción de la inflamación en la EA Se ha reportado que la activación del sistema inmune, la cual conduce a un estado inflamatorio general, es una de las características principales de la EA. Estudios realizados en modelos animales han señalado que los depósitos de Aβ tienen influencia sobre la activación de células microgliales y astrocitos (Frautschy et al. 1992). Los elevados niveles de quimiocinas y sus receptores en el cerebro de sujetos con EA sugieren que existe una migración quimiotáctica de la microglía hacia las placas neuríticas (Walker et al. 2006) y se estimula la producción de 19 citocinas pro-inflamatorias como IL-1β, IL-6 y TNF-α. Varios estudios muestran que la activación de estas células contribuye a la neurodegeneración. Asimismo, se ha observado que existe una correlación inversa entre la presencia de microglía activa y el desempeño cognitivo (Edison et al. 2008). Por estas razones las investigaciones se han orientado a la búsqueda de polimorfismos en genes que codifiquen proteínas relacionadas con el proceso inflamatorio y que muestren asociación con la EA. Los estudios de asociación entre casos y controles en genes candidato han permitido identificar variantes alélicas que pudieran estar asociados con el desarrollo de la enfermedad. Entre las proteínas más importantes que participan en la regulación de procesos inflamatorios, y cuya actividad ha sido asociada al desarrollo de la EA se cuentan la ciclo-oxigenasa 2 (COX-2) (Ma et al. 2008), la clusterina (CLU) (Lambert et al. 2009), el receptor del complemento 1 (CR1) (Zhang et al. 2010), la proteína C reactiva (CRP) (Eriksson et al. 2011), el factor de necrosis tumoral α (TNF-α) (Ardebili et al. 2011), las interleucinas proinflamatorias interleucina 1α (IL-1α) (Combarros et al. 2002) e interleucina 6 (IL-6) (Chen et al. 2012), y la interleucina anti-inflamatoria interleucina 10 (IL-10) (Bagnoli et al. 2007). A continuación se describe la actividad que desempeña cada una, en el desarrollo de la EA. 3.4.3. Ciclo-oxigenasa 2 Las ciclo-oxigenasas (COX-1 y COX-2) son enzimas que catalizan la reacción de formación de ácido araquidónico a prostaglandina H2 (figura 3). La COX-1 es una enzima codificada por el gen prostaglandina-endoperóxido sintasa 1 (PTGS1), el cual está ubicado en el cromosoma 9. La COX-1 es una enzima constitutiva, responsable en condiciones normales de la mayor partede la producción de prostaglandinas. A diferencia de COX1, COX-2 es una enzima inducible, codificada por el gen PTGS2. Este es un gen de 8kb de longitud localizado en el cromosoma 1. Su expresión se encuentra regulada por varios factores, como son el receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), citocinas como IL-1 y TNF-α, glucocorticoides, mineralocorticoides y endotoxinas bacteriales (Feng et al. 20 1995; Krishnaswamy et al. 2010; Zhang et al. 1999). Dentro del SNC, se expresa en neuronas neocorticales e hipocampo, y en algunas condiciones patólogicas puede ser inducido en microglía y astrocitos. En 1999, Yasojima et al. reportaron que los niveles de COX-2 se encuentran elevados en tejido cerebral de sujetos con EA, según se observó en ensayos de inmunohistoquímica. Los autores sugieren que este aumento en los niveles de COX-2 en la EA, es en principio una respuesta neuronal al estrés. Sin embargo, la COX-2 sobre-expresada de manera crónica, puede agravar el estrés ya que favorece la generación de radicales libres, y por lo tanto neurotoxicidad. Fig. 3. COX-2 en el SNC podría contribuir a la formación de placas neuríticas mediante la producción de PGE2, la cual puede inducir la expresión de la proteína precursora de Aβ (βAPP). A su vez, la presencia de placas neuríticas puede inducir la expresión de COX-2 (tomado de Nogawa et al. 2003) Posteriormente un estudio realizado por Abdullah et al. (2006) demostró que la presencia del alelo C del SNP rs20417en el gen PTGS2 confiere protección contra la EA. 3.4.4. Clusterina La clusterina (CLU), también conocida como apolipoproteína J (ApoJ) o SP-40, es una proteína de forma heterodimérica compuesta por dos subunidades de 40 kDa conocidas como cadena α y cadena β, las cuales presentan 222 y 205 residuos de 21 aminoácidos, respectivamente. Ambas subunidades son sintetizadas a partir de un mismo ARNm, el cual es traducido a una sola cadena precursora que posteriormente es segmentada en dos fragmentos, los cuales se mantienen unidos covalentemente por medio de cinco puentes disulfuro (figura 4). En conjunto con ApoE representan las apolipoproteínas más expresadas en el SNC ya que se expresa de manera constitutiva en neuronas y astrocitos. Se sabe que CLU es una proteína con propiedades anti-inflamatorias. Los ratones con deficiente producción de CLU muestran mayor severidad de la inflamación subsecuente a la inducción de miocarditis (McLaughlin et al. 2000). Fig. 4 Estructura de la clusterina. En la imagen se observa a la clusterina en su forma de proproteína (arriba) y en su forma activa (abajo) mostrando los cinco puentes disulfuro (tomado de Jones y Jomary, 2002) En pacientes con EA, los niveles de CLU se encuentran elevados en la corteza frontal y en el hipocampo, posiblemente como respuesta al estado inflamatorio general (Lidström et al, 1998). De manera normal, CLU interactúa con el sistema del complemento uniéndose a las proteínas C5b-6 y C5b-7, previniendo su inserción en la membrana e impidiendo con ello la adición de C8 y C9 para constituir el complejo de ataque a la membrana (MAC); inhibiendo así la formación de este complejo (Kirszbaum et al, 1991). La CLU, además, tiene afinidad por Aβ, y es capaz de unirse a él. Por otro lado, también se ha observado que CLU se encuentra presente en placas 22 neuríticas (Choi-Miura et al, 1992), y se ha reportado la formación de complejos CLU-Aβ1-40(Ghiso et al. 1993) y CLU-Aβ1-42 (Yerbury et al. 2007), sugiriendo que la CLU podría tener influencia sobre la acumulación de Aβ. Estudios recientes señalan que el alelo C en el SNP rs9331888 presente en el gen CLU, se encuentra asociado con el desarrollo de la EA. Estos resultados fueron obtenidos mediante análisis de asociación de genoma completo, conocidos como GWAS por sus siglas en inglés (Lambert et al. 2009). 3.4.5. Receptor del complemento 1 El CR1 es un receptor de los fragmentos del complemento C3b, C4b y Cq1, perteneciente a la familia de proteínas RCA (reguladores de la activación del complemento). La importancia del CR1 en la EA radica en que su ligando C3b ha mostrado ser capaz de opsonizar a Aβ. El fragmento C3b es resultado del procesamiento proteolítico de la proteína del complemento C3, mediante las enzimas C3 convertasas, las cuales pueden ser inducidas por la activación de cualquiera de las vías del complemento (figura 5). El corte de las convertasas genera dos fragmentos conocidos como C3a y C3b. C3b contiene un enlace tioéster que queda expuesto cuando el fragmento se activa, y reacciona rápidamente formando un enlace covalente con cualquier grupo donador de electrones en la superficie del activador. De esta forma C3b queda unido a su activador; este proceso es conocido como adherencia inmune, y se sabe que el Aβ puede fungir como activador. 23 Fig. 5. Vías del complemento (clásica, alternativa y de las lectinas). Las tres vías del complemento desembocan en el corte de C3 por medio de C3 convertasas, dando origen a la formación de C3b (tomado de Kemper y Atkinson, 2007). En primates, aproximadamente el 90% del receptor CR1 se encuentra en eritrocitos. También ha sido propuesto que CR1 podría estar vinculado con la depuración de Aβ a través de la capacidad que este péptido tiene de unirse a C3b. Las partículas de Aβ son opsonizadas por C3b, y éste es reconocido por el CR1 ubicado en la membrana de los eritrocitos. De esta manera, el eritrocito las transporta por el torrente sanguíneo y posteriormente son degradadas en el hígado por macrófagos sésiles (Rogers et al. 2010). El gen de CR1se localiza en el locus 1q32. Lambert et al. (2009) reporta al SNP rs6656401 en CR1 como asociado a EA. Este resultado coincide con el publicado por Zhang et al. (2010), quienes reportaron dicha asociación en la población china. 3.4.6. Proteína C reactiva La CRP es una de las denominadas proteínas de la fase aguda, las cuales son proteínas cuya concentración plasmática aumenta o disminuye en respuesta a la inflamación. 24 Fig.6. Estructura de la proteína C reactiva. La arquitectura molecular de la CRP consiste en 5 subunidades distribuidas en simetría cíclica sobre los vértices de un pentágono regular. La CRP pertenece a la familia de proteínas conocidas como pentraxinas, proteínas que presentan simetría cíclica pentamérica (figura 6). El papel específico de CRP en la inflamación aún no se encuentra bien esclarecido, sin embargo, existe evidencia de que la presencia de esta proteína activa a las células endoteliales y a los neutrófilos. La CRP se ha encontrado elevada en la corteza temporal (Wood et al. 1993) y la región CA1 del hipocampo de sujetos con EA, principalmente asociada a placas neuríticas y MNFs en tejido(Yasojima et al. 2000). CRP incluso ha mostrado ser por sí sola, capaz de inducir déficits en la memoria en modelos animales. Un estudio realizado por Lin et al. en el 2009 mostró que la administración oral de CRP en el agua de beber de ratas, ocasionó déficits en su desempeño en tareas de memoria. Los autores también encontraron que la administración de CRP ocasionó un aumento en la expresión de APP y de citoquinas proinflamatorias (IL-1β, TNF-α e IL-6), sugiriendo que CRP es capaz de disparar una importante respuesta inflamatoria, la cual desencadena efectos neurotóxicos. En el gen de la CRP, el alelo C del polimorfismo rs1800947 ha sido hallado como asociado a la EA (Eriksson et al. 2011). 25 3.4.7. Factor de necrosis tumoral alfa El TNF-α es una de las principales citoquinas proinflamatorias, ya que estimula la expresión de otras citocinas proinflamatorias, como IL-1, IL-6 e IL-8, y activa la síntesis de las proteínas de la fase aguda. El TNF-α también aumenta la expresión de moléculas de adhesión en las células del endotelio vascular,lo cual permite que los leucocitos sean atraídos hacia áreas donde existe infección o daño tisular. El gen de TNF-α se encuentra localizado en el locus 6p21.32, tiene una longitud de 2676 pb y cuenta con 4 exones. Este gen se traduce en una proteína precursora de 26 kDa, la cual es cortada por la enzima convertidora de TNF-α (TACE) para producir la forma activa de 17 kDa (Perry et al. 2001). En el SNC la expresión de TNF-α ha sido detectada en ganglios basales y corteza, y se expresa en neuronas, microglía y astrocitos. Se ha reportado con anterioridad que los niveles altos de TNF-α en suero se encuentran asociados con el desarrollo de la EA y deterioro cognitivo leve, sugiriendo que esta proteína y la cascada inflamatoria que origina podrían relacionarse con el deterioro cognitivo en los primeros estadíos de la enfermedad, aun antes de que ocurra la formación de placas neuríticas y MNFs (Tan et al. 2007). Una concentración elevada de TNF-α estimula la expresión de COX-2. Por otro lado, TNF-α también se le ha vinculado con la formación de Aβ. Blasko et al. (1999) demostraron en una línea celular de neuroblastoma Sk-n-sh, que la incubación con TNF-α en combinación con interferón-γ (INF-γ) estimula la producción de Aβ. El Aβ a su vez incrementa la producción de TNF-α y otras citoquinas proinflamatorias, al activar a la microglía. Laws et al. (2005) encontraron asociado a la EA al alelo T del SNP rs1799724. El alelo A del polimorfismo rs1800629 se encontró asociado a la EA en una población Iraní (Ardebili et al. 2011). 3.4.8. Interleucinas Las interleucinas son proteínas que cumplen funciones importantes en la regulación del proceso inflamatorio; pueden ser proinflamatorias o anti- 26 inflamatorias y participan en varios de los procesos patológicos de la EA, como la generación de radicales libres y la hiperfosforilación de tau. 3.4.8.1. Interleucina 1α La IL-1α es una de las citoquinas proinflamatorias más importantes. En pacientes con EA, esta citocina se encuentra sobre-expresada en el tejido cerebral. Se sabe que IL-1 es capaz de aumentar la expresión de APP en células endoteliales, por lo cual se ha propuesto que pudiera favorecer la formación de Aβ. La sobre- expresión de esta proteína se ha observado principalmente en la microglía activada que se encuentra rodeando a las placas neuríticas y su presencia activa también a los astrocitos. Por otro lado, también se ha observado que los niveles de IL-1α correlacionan con con la cantidad de MNFs y por consiguiente con la severidad de la demencia (Hu et al. 2010). Sheng et al. (2001) encontraron que existe una colocalización entre IL1-α, tau hiperfosforilada y la cinasa p38-MAPK, sugiriendo que IL1, podría activar a esta cinasa. En el gen de la IL-1α, el alelo T del polimorfismo rs17561 se ha encontrado asociado a la EA de manera dosis-dependiente en una población española (Combarros et al. 2002). Este polimorfismo se encuentra en la región promotora del gen, por lo que podría estar modificando su nivel de expresión. 3.4.8.2. Interleucina 6 La IL-6 es una citoquina proinflamatoria que se encuentra involucrada en la inducción de la expresión de las proteínas de la fase aguda (Cojocaru et al. 2011). Dentro del SNC, IL-6 promueve la activación de los astrocitos y la microglía. La concentración de la IL-6 también se encuentra incrementada en corteza cerebral y en plasma de sujetos con EA (Licastro et al. 2000). Algunos estudios muestran que la concentración de IL-6 se encuentra elevada también en líquido cefalorraquídeo (Blum-Degen et al. 1995), pero otros estudios no han confirmado este resultado (Gómez-Tortosa et al. 2003). 27 Heyser et al. (1997) mostraron que ratones transgénicos que sobre-expresan la IL- 6 presentan déficits de memoria, reducción de la cantidad de espinas dendríticas en las neuronas de la región CA1 del hipocampo y una reducción en la potenciación a largo plazo. Otra característica de estos ratones es que presentan mayores concentraciones de proteínas de la fase aguda. Inversamente, los ratones knock-out (KO) para IL-6 muestran un menor deterioro cognitivo frente al tratamiento con escopolamina que los ratones silvestres (Braida et al. 2004). De forma similar, estudios epidemiológicos realizados en adultos de la tercera edad, han descrito que los niveles elevados de IL-6, a nivel sistémico correlacionan con el deterioro cognitivo más pronunciado (Weaver et al. 2002). Quintanilla et al. (2004) mostraron que IL-6 es capaz de aumentar los niveles de tau hiperfosforilada y que este aumento en la fosforilación podría deberse al aumento en el activador p35 y la actividad cdk5. Los niveles de IL-6 suelen aumentar de manera fisiológica durante el envejecimiento, sin embargo, es posible que este aumento sea más pronunciado en los sujetos con EA debido a variaciones genéticas. En el gen de la IL-6, el genotipo CC del polimorfismo rs1800795 se encontró asociado a la EA en una población italiana (Arosio et al. 2004). El genotipo CC del polimorfismo rs1800796 se encontró asociado a la EA, también en la población italiana (Licastro et al. 2003). Por otro lado, el alelo C del polimorfismo rs1524107 se encontró asociado con menor riesgo de EA en una población de Taiwán (Chen et al. 2012). 3.4.8.3. Interleucina 10 Esta proteína es una de las más representativas entre las interleucinas anti- inflamatorias, y una de las más estudiadas. La IL-10 ejerce su efecto anti- inflamatorio inhibiendo la expresión de varias citoquinas proinflamatorias como IL- 1, IL-6, IL12 y TNF-α, a través de la activación o inducción de factores de transcripción específicos como el factor nuclear κ B (NFκB) y el IFN-γ; asimismo, la IL-10 puede suprimir la expresión de receptores de citocinas e inhibir su activación. IL-10 promueve la supervivencia de la glía y neuronas bloqueando los 28 efectos de citocinas pro-apoptóticas. El gen de la IL-10 se encuentra en el locus 1q31-32; los polimorfismos rs1800871 (alelo T) y rs1800896 (alelo A) se encontraron asociados a EA en poblaciones italianas (Bagnoli et al. 2007; Lio et al. 2003). 3.5. EL PAPEL DE LA GENÉTICA DE POBLACIONES EN EL ESTUDIO DE LA EA DE INICIO TARDÍO 3.5.1. Estudios de asociación genética En la actualidad los estudios de asociación genética, son una de las herramientas más empleadas para el estudio de enfermedades multifactoriales, como lo es la EA. En el presente trabajo, se determinó, la frecuencia con la que determinadas variantes genéticas se presentan en grupos de sujetos convencionalmente denominados “casos” (sujetos que presentan la patología de interés) y “controles” (sujetos que no presentan dicha patología). De manera general, en un estudio de asociación genética se determina la frecuencia de alelos, genotipos, haplotipos o combinaciones multiloci, y se realizan pruebas estadísticas para determinar si estas frecuencias difieren significativamente entre casos y controles. Cuando una variante genética es significativamente más frecuente en el grupo de casos, se dice que se encuentra asociada a la enfermedad, por el contrario cuando es más frecuente en el grupo de controles, se habla de que existe un menor riesgo a desarrollar el padecimiento. Existen dos tipos principales de estudios de asociación genética: los llamados GWAS y los estudios en genes candidato. En GWAS se escanea todo el genoma en busca de polimorfismos cuyas frecuencias difieran entre casos y controles. Por el contrario, en los estudios en genes candidato, sólo se genotipifican polimorfismos localizados en ciertos genes que se sugiere que pudieran estar relacionados con la patología. El presente estudio es un estudio en genes candidato. 29 Es importante mencionar que para asegurar que las asociaciones encontradas se deben efectivamente a un vínculo causal entre la variantegenética y la enfermedad (y no a otro tipo de factores), se debe procurar que la muestra de casos y la de controles sean entre sí lo más homogéneas que sea posible; es decir, que sean similares en cuanto a su distribución de sexos y edades y que se realicen las correcciones estadísticas necesarias para controlar dichas variables. 3.5.1.1. El desequilibrio de ligamiento en los estudios de asociación genètica El desequilibrio de ligamiento es un fenómeno que resulta de la naturaleza del proceso de recombinación genética que tiene lugar durante la meiosis. Durante la meiosis, los cromosomas homólogos paterno y materno intercambian información genética en bloques discretos, de tal manera que todos los loci que se encuentren en un mismo bloque se segregan juntos. Entre más cercanos sean entre sí dos loci, es mayor su probabilidad de segregarse juntos, y continuarán segregándose juntos hasta que ocurra un evento de recombinación que los separe (figura 7). En un estudio de asociación genética, el desequilibrio de ligamiento puede provocar que un polimorfismo determinado esté asociado a un determinado fenotipo, sin que exista una relación directa fenotipo-genotipo, y lo que sucede en realidad es que el Figura 7. Desequilibrio de ligamiento. 30 polimorfismo se encuentra en desequilibrio de ligamiento con otro polimorfismo que es que en verdad está causalmente vinculado al genotipo de interés. A este tipo de asociación creada por el desequilibrio de ligamiento se le conoce como asociación indirecta. Es importante realizar análisis para conocer la magnitud del desequilibrio de ligamiento en los marcadores estudiados y profundizar en la interpretación de los resultados. 3.5.1.2. Importancia de los análisis de ancestría en los estudios de asociación genética Puesto que la tasa de mutación en la especie humana es muy pequeña, las variantes genéticas que presenta un individuo dependen casi exclusivamente de cuál sea su origen ancestral (ancestría), es decir, de qué poblaciones (grupos étnicos) proviene el genoma de dicho sujeto. Evidentemente, esto varía en las distintas poblaciones alrededor del mundo, y así como existen poblaciones sumamente homogéneas (por ejemplo, las caucásicas del norte de Europa), existen otras que son el resultado del mestizaje entre distintas poblaciones, debido a procesos históricos de migración que originaron intercambio de flujo génico. En el caso de las poblaciones latinoamericanas, se sabe que son el resultado de mestizaje entre tres principales poblaciones ancestrales: la amerindia, que desciende de la migración proveniente de Asia a través del estrecho de Bering, así como la caucásica y la africana, que provienen de la migración de europeos al continente americano durante la época de la colonia (s.XV) y africanos que fueron transportados principalmente como esclavos. Los sujetos que son el resultado del mestizaje entre distintas poblaciones ancestrales presentarán en su genoma diferentes proporciones de ancestría de cada una de estas poblaciones. Las diferencias individuales en las proporciones de ancestría de una población híbrida se deben a que cada individuo es resultado de un pasado genealógico diferente. Aunque no es posible conocer la genealogía de cada sujeto, los análisis de ancestría permiten estimar la proporción en la que cada población ancestral contribuye al genoma de cada individuo. En los estudios 31 de asociación genética es importante considerar las proporciones de ancestría de cada sujeto al realizar las pruebas estadísticas. Por otro lado, cada distinta población presenta diferencias en la distribución de las frecuencias alélicas para cada polimorfismo. De esta manera, cuando las proporciones de ancestría no se encuentran distribuidas homogéneamente entre casos y controles pueden causar confusión en los estudios de asociación genética. Supongamos que uno de los alelos de cierto SNP tiene una frecuencia significativamente mayor en la población caucásica que en las poblaciones amerindia y africana. Si en un estudio de asociación genética no se toma en cuenta la ancestría, y por azar se tiene un grupo de casos, con una mayor proporción de ancestría caucásica, la frecuencia de ese alelo será más alta, en el grupo de “pacientes”, por lo tanto parecerá que ese alelo se encuentra asociado a la enfermedad. Sin embargo, esta asociación es falsa ya que es causada únicamente por la ancestría y efecto estocástico al momento de la toma de muestra, sin que exista un vínculo causal entre el genotipo y la enfermedad. Para solucionar este problema existen diversos métodos. El método más utilizado consiste en genotipificar ciertos polimorfismos cuya frecuencia alélica sea muy diferente entre las distintas poblaciones ancestrales, de tal manera que genotipificando estos polimorfismos se pueda inferir cuál es el porcentaje de ascendencia de cada población ancestral a cada grupo de estudio y a cada individuo. A estos polimorfismos se les llama “marcadores informativos de ancestría” (AIMs), y las estimaciones se pueden realizar con distintos métodos estadísticos, como algoritmos de máxima verosimilitud o análisis por cadenas de Markov-Montecarlo (MCMCs). Estos procedimientos serán descritos en la sección de metodología. 32 4. METODOLOGÍA 4.1. POBLACIÓN DE ESTUDIO Los sujetos que participaron en este estudio son pacientes con diagnóstico de demencia tipo Alzheimer (casos), o bien sujetos sin ningún tipo de demencia (controles) pareados por edad con los casos; todos los sujetos incluidos en el estudio son nacidos en México, con ancestros mexicanos por lo menos hasta la tercera generación, y mayores de 60 años. Los sujetos son provenientes del Hospital Ángeles Mocel, el Hospital General de México, el Hospital Central Militar y el Instituto Nacional de Geriatría. Todos los participantes del estudio o, en su caso, el familiar responsable, firmaron una hoja de consentimiento informado, de acuerdo con lo establecido en la Declaración de Helsinki. 4.2. EXTRACCIÓN DE ADN GENÓMICO Y GENOTIPIFICACIÓN A todos los sujetos participantes se les extrajo sangre periférica, la cual se almacenó en tubos Vacutainer ® con EDTA. Posteriormente, se extrajo el ADN genómico mediante el kit de extracción Midi Kit QIAamp® DNA Blood (Qiagen). El procedimiento de extracción de ADN se explica detalladamente en el anexo 1. El ADN que se obtuvo se empleó para realizar PCR-Tiempo Real para cada SNP analizado, utilizando para ello un equipo 7500 Fast Real Time PCR System ® (Applied Biosystems) y sondas tipo TaqMan® (Applied Biosystems), cuyo 33 Fig. 8. Fundamentos de la PCR de tiempo real. En este tipo de PCR la genotipificación se puede hacer a la par que la amplificación, de la siguiente manera: se utilizan sondas, que son pequeñas secuencias de nucleótidos que contienen la región polimórfica, y la sonda está unida a un fluorocromo (el fluorocromo es diferente dependiendo del alelo), y a un quencher. Los primers y las sondas se unen a su región complementaria en las cadenas base, e inicia la polimerización. Cuando la ADNpolimerasa llega al sitio donde se alineó la sonda, ésta es degradada por la actividad endonucleasa de la enzima, permitiendo que el fluorocromo sea liberado y separado del quencher, con lo cual la fluorescencia es emitida y registrada por el termociclador. fundamento se explica en la figura 8. Las sondas fueron diseñadas por Applied Biosystems a partir de las secuencias de la región adyacente a cada SNP, tomadas de la Single Nucleotide Polymorphism Database (dbSNP), y la genotipificación se realizó mediante la interpretación del aumento de fluorescencia asociado a cada alelo, como se explica en la figura 9. 34 Fig. 9. Genotipificación para el SNP rs9331888 en el gen CLU mediante PCR-tiempo realcon sondas Taqman. Las gráficas muestran la intensidad de fluorescencia de cada fluoróforo en cada ciclo. El alelo C del SNP es representado por el fluoróforo VIC (línea verde), y el alelo G es representado por el fluoróforo FAM (línea azul). La línea roja representa al fluoróforo ROX, el cual funciona como control. La intensidad de un fluoróforo indica la presencia en la muestra del alelo al que dicho fluoróforo está asociado. 2a) Homocigoto C/C, 2b) Heterocigoto C/G. 2c) Homocigoto G/G. 4.3. SNPS ANALIZADOS En este estudio se analizaron 14 polimorfismos, distribuidos en ocho genes que codifican proteínas relacionadas con la inflamación. Los polimorfismos y los alelos que pueden presentar se enlistan en la tabla 1. Gen SNP Alelos TNF-α rs1799724 G/A rs1800629 T/C COX-2 rs20417 C/G CLU rs9331888 C/G CR1 rs6656401 A/G CRP rs1800947 C/G rs1130864 G/A IL-1 rs17561 G/T IL-6 rs1800795 C/G rs1800796 G/C rs1524107 G/A IL-10 rs1800871 G/A rs1800896 C/T rs1800872 C/A Tabla 1. SNPs analizados en el presente estudio. 35 4.4. DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE IL-6 EN PLASMA A manera de análisis preliminar para posteriores estudios, se decidió medir la concentración de IL-6 en plasma mediante un Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay (ELISA). La técnica para realizar el ensayo de ELISA se detalla en el anexo 2.Se utilizó la prueba U de Mann-Whitney para comparar las concentraciones promedio entre casos y controles. 4.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 4.5.1. Cálculo de frecuencias alélicas, genotípicas y haplotípicas Con los datos aportados por el equipo se determinaron las frecuencias alélicas y genotípicas, y se realizó la prueba para el equilibrio de Hardy-Weinberg, para determinar si las frecuencias genotípicas se encuentran dentro del equilibrio, todo esto en el software SNPStats © (Institut Catalá d’Oncologia). Mediante este software se estableció cuáles son los SNPs que presentan una diferencia significativa en frecuencias genotípicas o alélicas al comparar entre la población con EA y la población sana, y controlando para las variables de sexo y edad. Las frecuencias genotípicas fueron analizadas en este mismo software bajo distintos modelos (codominante, dominante, recesivo y sobredominante), y se calculó la razón de momios (OR). Posteriormente, se procedió al cálculo de las frecuencias haplotípicas mediante el software Arlequin © (Excoffier et al. 2005) y se determinó si existen diferencias entre éstas entre la población con EA y la población sana, esto utilizando el software EpiInfo v6.04d PLUS © (Centers for Disease Control and Prevention). Para todas las pruebas, un valor de p menor que 0.05 fue considerado significativo. 36 4.5.2. Cálculo del desequilibrio de ligamiento Para medir la magnitud del desequilibrio de ligamiento entre los marcadores analizados se utilizó el software Haploview v. 4.2 (Barret et. al. 2005). Este software utiliza las frecuencias alélicas y haplotípicas para medir el desequilibrio de ligamiento entre pares de loci, y calcula los principales parámetros de desequilibrio de ligamiento empleados en genética de poblaciones (D’, r2 y LOD). El valor D’ es una medida estandarizada de la diferencia que existe entre las frecuencias haplotípicas observadas para un par de loci y las frecuencias que se esperarían asumiendo una segregación independiente. El valor r2 es un parámetro similar a D’, pero que resulta más informativo puesto que toma en cuenta la variación frecuencias alélicas que puede existir debido al azar en poblaciones pequeñas. Por último, el logaritmo de probabilidades (LOD) es una medida de la verosimilitud de r2 (Hill y Robertson, 1968). 4.5.3. Estimación de las proporciones de ancestría 4.5.3.1. AIMs utilizados en el estudio Para asegurar que las asociaciones encontradas se deben realmente a un vínculo entre genotipo y enfermedad, y no se trata de asociaciones espurias debidas a heterogeneidad en la ancestría de los grupos comparados, como se explicó en apartados anteriores, se empleó un set de 10 AIMs, los cuales distinguen principalmente entre ancestría europea y amerindia, y ya han sido reportados para poblaciones latinoamericanas (Choudhry et al. 2006, Salari et al. 2005, Ziv et al. 2006). Estos AIMs se enlistan en la tabla 2, y la frecuencia con la que se encuentran en las poblaciones ancestrales se reporta en la tabla 3. Gen AIM Alelos CKM rs4884 G/A rs2695 T/C ROBO2 rs17203 G/C rs2862 G/A SAP30L rs3340 T/C 37 rs722098 A/G CA10 rs203096 G/T rs223830 G/A DRD2 rs1800498 G/A DARC rs2814778 A/G Tabla 2. AIMs utilizados en el presente estudio. Aquellos en los que no se menciona ningún gen se encuentran en regiones intergénicas. AIM Caucásica Amerindia Africana rs4884 0.68 0.10 0.81 rs2695 0.28 0.82 0.20 rs17203 0.90 0.24 0.23 rs2862 0.28 0.62 0.28 rs3340 0.82 0.28 0.93 rs722098 0.89 0.28 0.08 rs203096 0.72 0.28 0.62 rs223830 0.20 0.64 0.08 rs1800498 0.35 0.92 0.86 rs2814778 0.99 0.99 0.00 Tabla 3. Frecuencia de cada AIM en las poblaciones ancestrales. Se observa que las frecuencias son notablemente distintas en las tres poblaciones, en lo cual radica el poder de discriminación de estos marcadores. 4.5.3.2. Estimación de las proporciones de ancestría en cada grupo de estudio El objetivo de este análisis es obtener un estimado de la proporción en la que las poblaciones ancestrales están representadas en ambos grupos de estudio y posteriormente comparar estas proporciones mediante una prueba exacta de Fisher para averiguar si existen diferencias significativas entre casos y controles. Para esto se empleó el software LEADMIX © (Wang, 2003), el cual tiene la opción de calcular la ancestría mediante el estimador de Bertorelle y Excoffier (1998). Este estimador utiliza las frecuencias alélicas de los AIMs utilizados en las poblaciones ancestrales y en la población híbrida cuya ancestría se pretende inferir. Para este análisis se utilizaron los 10 AIMs genotipificados y la frecuencia de cada uno de ellos en las poblaciones ancestrales se obtuvo de las bases de datos del NCBI (ncbi.nlm.nih.gov), tomando como poblaciones de referencia: para la población caucásica, la población conocida como CEU (residentes de Utah con ancestría europea); para la población africana, la población clasificada como YRI 38 (población Yoruba en Ibadan, Nigeria); y para la población amerindia, se realizó un pool entre la población Maya, y las poblaciones nativas americanas del suroeste de los Estados Unidos. En los AIMs rs722098, rs203096 y rs223830, puesto que el NCBI no reporta frecuencias para las poblaciones amerindias, se utilizaron las reportadas por Lee et al. (2010), las cuales son un pool de poblaciones nativas americanas de Estados Unidos, México y Centroamérica. 4.5.3.3. Estimación de las proporciones de ancestría para cada individuo Conocer la proporción de ancestría en los grupos de estudio es un importante dato descriptivo, ya que nos indica a grandes rasgos el origen ancestral de nuestras poblaciones de estudio. Sin embargo, para poder realizar un análisis más preciso y poder controlar la ancestría como variable en nuestro estudio de asociación genética, requerimos conocer las proporciones de ancestría de cada sujeto de forma individual. Para estimar estas proporciones se utiliza el software Structure © (Pritchard et al. 2000) el cual utiliza el método conocido como cadenas de Markov- Montecarlo (MCMCs) para estimar las proporciones de ancestría de cada población ancestral (k) para cada individuo, bajo el supuesto de que k es el número de poblaciones ancestrales. Puesto que este método requiere de información individual de los genotipos de sujetos provenientes de las poblaciones ancestrales (caucásicas, amerindias y africanas), era necesario contar con la base de datosde estos AIMs genotipificados en cada una de las distintas poblaciones. Para esto se utilizó un pool de las bases de datos recolectados por Salari et al. (2005), y de datos del 1000 Genomes Project. Para este análisis se emplearon los polimorfismos: rs4884, rs2695, rs17203, rs2862, rs3340, rs1800498 y rs2814778 Se tomó como referencia para la población caucásica, individuos de Utah (con ancestría europea), Finlandeses, Ingleses, Españoles, Italianos y Alemanes; para la población amerindia, individuos mayas y de las tribus americanas Pima, Cheyenne y Pueblo; y para la población africana, individuos de Nigeria, Sierra Leona y República Centroafricana. 39 4.5.3.3.1. Método de Evanno Los resultados obtenidos mediante el empleo del programa bioinformático Structure Harvester © (Earl et al. 2012), pueden ser utilizados para calcular el valor más verosímil de k, mediante el método conocido como método de Evanno. Siguiendo este método, el análisis se corrió 25 veces para cada valor de k de 1 a 5, indicando al software que realizara 1000,000 de iteraciones de MCMC, más 50000 como burn-in lenght (número de veces que se corre la simulación sin que haya recopilación de datos) por cada análisis. Mediante el programa Structure Harvester fue calculada la constante Δk que presenta el máximo cambio en verosimilitud con respecto a las k adyacentes (Evanno et al. 2005). Este método aporta información acerca del grado de diferenciación genética de nuestras poblaciones ancestrales. 4.5.3.3.2. Corrección por ancestría Los estimados de las proporciones de ancestría fueron incluidos como variables continuas, junto con edad, y sexo como variable categórica, empleando el modelo de regresión para calcular el OR, mediante el software SnpStats ©. Para este análisis se emplearon los valores para k=3, e incluyeron únicamente los valores para ancestría amerindia y africana, excluyendo la caucásica para evitar colinearidad en el modelo. 5. RESULTADOS 5.1. GÉNERO Y EDAD EN LA POBLACIÓN DE ESTUDIO Se genotipificaron 173 sujetos, 93 casos y 80 controles. No hubo diferencias significativas en la distribución de géneros entre los grupos de estudio (p=0.229). La tabla 4 muestra la proporción de géneros en la población de estudio dentro de cada grupo, y la edad promedio por cada género y grupo. 40 Grupo de estudio Femenino Edad (años) Masculino Edad (años) Total 113 (65%) 74.9 ± 9.3 60 (35%) 74.6 ± 8.44 Casos 65 (70%) 75.9 ± 8.8 28 (30%) 75.1 ± 9.1 Controles 48 (60%) 73.4 ± 9.7 32 (40%) 74.2 ± 7.9 Tabla 4. Distribución de géneros y edades en la población de estudio. 5.2. ANÁLISIS DE LAS FRECUENCIAS ALÉLICAS Las frecuencias alélicas para cada SNP analizado se presentan en las tablas 5 y 6. El SNP rs20417 en el gen COX-2 mostró diferencias significativas en frecuencias alélicas, señalando al alelo G como alelo de riesgo (tabla 5). rs20417 (COX-2) Total Casos Controles OR IC p Alelo Frecuencia Proporción Frecuencia Proporción Frecuencia Proporción G 299 0.86 171 0.92 128 0.8 2.88 1.12-7.56 0.025 C 47 0.14 15 0.08 32 0.2 Tabla 5. Frecuencias alélicas del SNP rs4017 (COX-2). Las diferencias entre las frecuencias alélicas del resto de los SNPs analizados no fueron significativas (tabla 6). Total Casos Controles Gen SNP Alelo Frecuencia Proporción Frecuencia Proporción Frecuencia Proporción CLU rs9331888 C 180 0.52 100 0.54 80 0.5 G 166 0.48 86 0.46 80 0.5 CR1 rs6656401 G 307 0.89 159 0.85 148 0.92 A 39 0.11 27 0.15 12 0.08 rs1799724 G 274 0.79 150 0.81 124 0.78 A 72 0.21 36 0.19 36 0.22 rs1800629 C 319 0.92 168 0.9 151 0.94 T 27 0.08 18 0.1 9 0.06 CRP rs1800947 C 335 0.97 180 0.97 155 0.97 G 11 0.03 6 0.03 5 0.03 rs1130864 G 216 0.62 121 0.65 95 0.59 A 130 0.38 65 0.35 65 0.41 IL-1α rs17561 G 255 0.74 139 0.75 116 0.72 T 91 0.26 47 0.25 44 0.28 IL-6 rs1800795 C 299 0.86 155 0.83 144 0.9 G 47 0.14 31 0.17 16 0.1 rs1800796 G 241 0.7 128 0.69 113 0.71 C 105 0.3 58 0.31 47 0.29 rs1524107 G 240 0.69 128 0.69 112 0.7 A 106 0.31 58 0.31 48 0.3 41 IL-10 rs1800871 G 195 0.56 103 0.55 92 0.57 A 151 0.44 83 0.45 68 0.42 rs1800896 C 187 0.54 101 0.54 86 0.54 T 159 0.46 85 0.46 74 0.46 rs1800872 C 206 0.6 112 0.6 94 0.59 A 140 0.4 74 0.4 66 0.41 Tabla 6. Frecuencias alélicas para cada SNP analizado. 5.3. ANÁLISIS DE LAS FRECUENCIAS GENOTÍPICAS Las frecuencias genotípicas observadas en la población se compararon con las esperadas de acuerdo con la ecuación de Hardy-Weinberg mediante una prueba de chi cuadrada. Los resultados se muestran en la tabla 7. La tabla muestra los valores de p de la prueba de chi cuadrada para cada SNP en cada grupo de estudio (población total, casos o controles). Estos resultados muestran que tres de los SNPs analizados se encuentran en desequilibrio de Hardy-Weinberg. Gen SNP Genotipo Población total (n=173) Casos (n=93) Controles (n=80) Frec. Esp. Frec. Obs. p Frec. Esp. Frec. Obs. p Frec. Esp. Frec. Obs. p COX- 2 rs20417 GG 128 130 0.52 79 79 0.46 51 51 1 GC 42 39 14 13 26 26 CC 3 4 0 1 3 3 CLU rs9331888 CC 47 46 0.88 27 24 0.3 20 22 0.38 CG 86 88 46 52 40 36 GG 40 39 20 17 20 22 CR1 rs6656401 GG 137 188 0.24 67 70 0.093 68 68 1 GA 34 31 24 19 12 12 AA 2 4 2 4 0 0 rs1799724 GG 108 110 0.49 61 61 0.74 49 49 0.53 GA 57 54 29 28 27 26 AA 8 9 3 4 4 5 rs1800629 CC 146 146 0.6 75 75 0.59 71 71 1 CT 26 27 17 18 9 9 TT 1 0 1 0 0 0 CRP rs1800947 CC 163 162 1 87 87 1 75 75 1 CG 10 11 5 6 5 5 GG 0 0 1 0 0 0 rs1130864 GG 66 67 1 39 40 0.82 28 27 0.65 GA 82 82 42 41 39 41 AA 25 24 12 12 13 12 IL-1α rs17561 GG 95 94 1 52 52 1 42 42 1 GT 66 67 35 35 32 32 TT 12 12 6 6 6 6 Il-6 rs1800795 CC 128 133 0.02 64 66 0.27 65 67 0.025 CG 42 33 26 23 14 10 GG 3 7 3 4 1 3 rs1800796 GG 85 83 0.86 44 42 0.47 40 41 0.59 GC 73 75 40 44 33 31 CC 15 15 9 7 7 8 rs1524107 GG 82 84 0.86 44 43 0.81 39 41 0.42 GA 74 72 40 42 34 30 AA 17 17 9 8 7 9 42 IL-10 rs1800871 GG 54 57 0.54 28 31 0.3 26 26 1 GA 85 81 46 41 39 40 AA 34 35 19 21 15 14 rs1800896 CC 50 14 <0.0001 27 8 <0.0001 23 6 <0.0001 CT 86 159 46 85 40 74 TT 37 0 20 0 17 0 rs1800872 CC 62 91 1 33 35 0.66 28 26 0.64 CA 83 84 45 42 39 42 AA 28 28 15 16 13 12 Tabla 7. Resultados de la prueba de chi cuadrada para el equilibrio de Hardy-Weinberg para cada SNP analizado. A continuación se presenta el análisis de las frecuencias genotípicas de los SNPs analizados. En el modelo codominante el rs20417 del gen COX-2 (tabla 8) los resultados muestran que el genotipo CG se presenta de forma significativamente más frecuente en el grupo de controles. Genotipo Casos Controles OR (95% CI) p G/G 79 (85%) 51 (63.8%) 1 0.0058 C/G 13 (14%) 26 (32.5%) 3.04 (1.42- 6.53) C/C 1 (1.1%) 3 (3.8%) 5.39 (0.54- 54.39) Tabla 8. Frecuencias genotípicas del rs20417 en el gen COX-2 y resultados de la comparación de éstas entre casos y controles bajo el modelo codominante. Las frecuencias genotípicas de los demás SNPs analizados se presentan en la tabla 9. Estas frecuencias no mostraron diferencias significativas en un modelo de herencia codominante. Gen SNP Genotipo Casos Controles OR (95% CI) p CLU rs9331888 C/C 24 (25.8%) 22 (27.5%) 1 0.34 C/G 52 (55.9%) 36 (45%) 0.78 (0.38-1.62) G/G 17 (18.3%) 22 (27.5%) 1.38 (0.58-3.29) CR1 rs6656401 G/G 70 (75.3%) 68 (85%) 1 0.08 A/G 19 (20.4%) 12 (15%) 0.69 (0.31-1.57) A/A 4 (4.3%) 0 (0%) 0.00 (0.00-NA) rs1799724 G/G 61 (65.6%) 49 (61.2%) 1 0.62 G/A 28 (30.1%) 26 (32.5%) 1.26 (0.65-2.46) A/A 4 (4.3%) 5 (6.2%) 1.76 (0.44-7.10) rs1800629 C/C 75 (80.7%) 71 (88.8%) 1 0.19 T/C 18 (19.4%) 9 (11.2%) 0.56 (0.24-1.35) CRP rs1800947 C/C 87 (93.5%) 75 (93.8%) 1 0.98 G/C
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