POLIMORFISMOS GENETICOS EN EL ASMA
Ignacio Dávila*, María Isidoro**
*Servicio de Inmunoalergia. Hospital Universitario de Salamanca
**Cátedra de Biología Molecular. Universidad de Salamanca

    Tanto el asma como la atopia son dos enfermedades complejas y heterogéneas con un claro componente hereditario. Ninguna de las dos enfermedades se adapta a un patrón clásico de herencia mendeliana, sino que son el resultado de la interacción de múltiples regiones genéticas entre sí y con factores ambientales. Los estudios realizados en gemelos, monocigóticos y dicigóticos han estimado una heredabilidad del 36-79% (1), es decir, ni siquiera en los gemelos monocigóticos la concordancia es del 100%, lo que implica una penetrancia incompleta de los genes de susceptibilidad. Se conocen varias regiones cromosómicas en las que se ha observado ligamiento con el asma y que se han reproducido en distintos estudios. Existen más de 20 genes que se han implicado en el asma y probablemente se añadirán nuevos genes más. En la actualidad, y en un futuro próximo, los estudios se dirigirán hacia la evaluación de las interacciones entre los genes y entre genes y factores ambientales.

    Las investigaciones genéticas son complicadas en el asma por una serie de motivos: de un lado, la enfermedad es el efecto de una serie de genes, de la interacción entre ellos y de la interacción entre los genes y una serie de factores ambientales. Por otra parte, a veces no se han podido reproducir los hallazgos de los estudios realizados, bien por la existencia de diferencias metodológicas o por haberse realizado en poblaciones diversas. A esta dificultad inherente, se añaden otra serie de problemas en el caso del asma. Entre ellos se encuentran la ausencia de una definición fenotípica inequívoca (a deferencia de, por ejemplo, la diabetes, donde la definición de la enfermedad es muy clara, en el asma se han utilizado parámetros como la hiperreactividad bronquial, la eosinofilia, el diagnóstico clínico, la IgE y otros); la existencia de manifestaciones fenotípicas diferentes de la enfermedad, como puede ser el asma alérgica o no alérgica, la tríada del AAS, el asma por ejercicio...). Además, el riesgo relativo en la descendencia es de 2-4, muy inferior a la de otras enfermedades multifactoriales de base inmunológica, como la diabetes dependiente de la insulina, lo que implica la exigencia de tamaños muestrales elevados y de métodos estadísticos más exigentes y restrictivos (2).

Existen dos estrategias para identificar posibles genes causantes de una enfermedad (3): Así, se pueden realizar los estudios seleccionando un gen por los datos previamente conocidos sobre su función (gen candidato funcional) y realizar estudios de asociación en pacientes y controles, cohortes o familias, en el método que se ha denominado del gen candidato. También se puede partir de un gen cuya ubicación cromosómica es conocida y realizar a continuación un estudio de asociación en el que todos los genes de la región se consideran como genes candidatos. En ambos casos y en último término, es necesario realizar estudios de fenotipo-genotipo y estudios funcionales de las variantes asociadas.

    La realización de búsquedas de ligamientos para el asma en el genoma completo (genome wide screening) ha dado lugar a distintas regiones cromosómicas, de las que se han replicado las siguientes (4): 1p, 2q, 4q, 5q, 6p, 12q, 13q, 14q, 19q y 21 q. Además, se han identificado 5 genes mediante estudios de asociación familiar seguidos de clonación posicional (5-9). Entre los más de 100 genes que se han investigado mediante estudios de asociación, 8 de ellos se han replicado en más de 5 estudios y otros 13 se han replicado, pero en menos de 5 estudios (10) (Tabla 1). Muy probablemente, estos genes representen auténticos loci de susceptibilidad, aunque sin duda se incorporarán nuevos genes en un futuro próximo.

Las variaciones en la secuencia del ADN que se observan en más del 1%  de la población se denominan polimorfismos y entre ellos los que se producen por un cambio en una única base se denominan  polimorfismos de un único nucleótido (SNP). Parece admitirse que la inmensa mayoría de las variaciones genéticas que contribuyen a las enfermedades genéticamente complejas probablemente representen la contribución de dichos SNP. Dado que existen unos 4.200 millones de pb en el DNA genómico humano que hay un SNP por cada 1000 pb, se calcula que existen al menos un 4 millones de SNP, que contribuyen a todas las características diferenciales individuales (estatura, peso, color de ojos, tipo de piel). Los SNP pueden localizarse en las regiones codificadoras y modificar la estructura de la proteína al cambiar un aminoácido.  Estos polimorfismos pueden producirse también en regiones promotoras alterando la expresión de las proteínas. En algunos casos, los SNP se consideran silentes al no variar el aminoácido codificado, pero incluso en esos casos podrían  producir variaciones del producto proteico por mecanismos aún no del todo conocidos. Para que un SNP contribuya a una enfermedad, debe de cumplir una serie de requisitos (3): debe de producir una alteración en la función o en la expresión del producto génico; debe de existir un estudio de ligamiento con una potencia adecuada que establezca la asociación con la enfermedad; y el mecanismo debe de ser plausible desde el punto de vista biológico, a ser posible mediante una demostración en modelos experimentales animales.

    Recientemente, nuestro grupo ha comenzado a estudiar la presencia de determinados polimorfismos en el asma en la población española. A continuación se comentan algunos de los estudios realizados.

    En un estudio reciente realizado en Australia (12) Kheda y cols. analizan el polimorfismo A-444C en una población de asmáticos y concluyen que el polimorfismo presentaba una asociación débil con el fenotipo de asma, pero no se asociaba con la gravedad de la enfermedad  ni con la intolerancia al AAS. Nosotros evaluamos este polimorfismo en una población española de 123 pacientes asmáticos y 103 controles sin asma y no encontramos ninguna asociación estadísticamente significativa con el fenotipo de asma, si bien detectamos una tendencia a una mayor presencia del alelo C-444 en los pacientes con asma, tendencia que era más observable en los pacientes con asma grave. Al igual que los autores australianos, tampoco encontramos asociación con el asma inducida por AAS. Este estudio confirma, por lo tanto, en nuestra población lo publicado por otros autores para otras poblaciones.

    La vía de interacción IL-4 e IL-4R es una vía importante en la patogenia de las enfermedades atópicas y en el asma. Para ambos genes se han descritos polimorfismos asociados con el asma. En concreto, en el caso del gen de la IL-4 se ha descrito una asociación del polimorfismo -33C>T de la región promotora con el asma o la atopia (14, 16). Por su parte, La cadena alfa del IL4R forma parte del complejo receptorial de la IL-4 e IL-13, dos citocinas muy importante en las respuestas Th2. El gen IL4RA se localiza en el cromosoma 16p, una región que se ha relacionado con el asma y la atopia en distintos estudios. Se han identificado distintos polimorfismos en la región codificadora del gen. Uno de ellos, 576Q>R, se ha relacionado con un incremento de los niveles de CD23 en los linfocitos B en respuesta a la estimulación con IL-4 (17). El objetivo de este estudio fue estudiar el polimorfismo -33C>T del gen IL4 y el polimorfismo 576Q>R del gen IL4RA en una población de asmáticos españoles.

    En este estudio se evaluaron 212 individuos de raza blanca no relacionados, 133 pacientes con asma y 79 controles sanos. Los controles debían presentar pruebas cutáneas negativas, ausencia de enfermedades respiratorias y carecer de antecedentes familiares de asma. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los pacientes con asma y los controles respecto a la distribución alélica y fenotípica de los dos polimorfismos por separado. No obstante, el aleo T del SNP -33C>TIL4 fue más frecuente en los pacientes con asma persistente, según la clasificación de la GINA. Mediante análisis multivariante se comprobó que los portadores del alelo T presentaban mayor riesgo de padecer asma (OR:2,77, CI95%:1,18-6,49; p = 0,019). Lo más interesante fue el análisis conjunto de ambos polimorfismos, aspecto muy en boga en al actualidad. Cuando se realizó el análisis del polimorfismo, se comprobó que los pacientes que presentaban a la vez el alelo T del polimorfismo -33C>TIL4 y el alelo A del polimorfismo 576Q>RIL4RA presentaban un mayor riesgo de asma, lo que era especialmente notable en el caso del asma persistente [p de Fisher = 0.0021, p de Monte Carlo (tras 104 simulaciones) = 0,0016, OR:3,39; CI95%:1,50-7,66].

    En conclusión, estos resultados muestran una tendencia de asociación con el asma de los alelos T del polimorfismo -33C>TIL4 y A del polimorfismo 576Q>RIL4RA, que resultó más notoria en los pacientes con asma persistente.

    En el estudio se analizaron 197 individuos de raza blanca (79 controles y 118 pacientes). Se observó que el polimorfismo -197T>C se asociaba de modo estadísticamente significativos con el asma [p de Fisher = 0.007, p de Monte Carlo (tras 104 simulaciones) = 0,004]. El análisis multivariante corregido por edad y sexo confirmó esta asociación con un riesgo incrementado de asma (OR 3,06; CI95%, 1,28-7, 32; p = 0.012). En el análisis de diplotipos, se observó una diferencia en las frecuencias de diplotipos entre los pacientes y los controles, en especial con el diplotipo CCT CCC (-549CC, -441CC y -197TC). Al comparar este diplotipo con todos los otros diplotipos se observó una asociación con el asma (p< 0,0001; OR, 1,15; CI95%, 1,07-1,23). Este diplotipo también se asoció con el asma alérgica (p < 0,0001; OR, 1,16; CI95%, 1,07-1,26). Curiosamente, todos los pacientes que presentaban este diplotipo tenían asma y ninguno de los controles presentaba este diplotipo. Además, este diplotipo es la combinación de los dos haplotipos transcripcionales de mayor eficiencia.

    En conclusión, se identificaron una variante específica de la región promotora del gen PTGDR que se asociaba con el asma.

    En el presente estudio se han evaluado 79 adultos sanos sin enfermedades pulmonares asociadas ni atopia que sirvieron como controles y 87 niños con asma, de los cuales 41 presentaban dermatitis atópica (DA). Se seleccionaron adultos como controles para confirmar la ausencia de desarrollo de asma durante la infancia. Debido a la ubicación del gen en el cromosoma X, se analizaron por separado los resultados en varones y mujeres. En los varones, el alelo C fue significativamente más frecuente en los niños con asma y DA (47%) que en los controles (%) (p de Fisher <0.0001; p de Monte Carlo <0.0001; OR: 9,78; CI95%:2,87-33,29). Cuando se compararon los pacientes con asma y AD frente a los pacientes con asma sin AD, se observaron también diferencias estadísticamente significativas (47% frente a. 15%, p de Fisher =0,0006; p de Monte Carlo value=0,001; OR: 4,97; CI 95%: 1,92-12,90). No se observaron diferencias estadísticamente significativa en el grupo de las mujeres.

    En conclusión, encontramos una frecuencia significativamente mayor del polimorfismo 927T>C en la población de niños varones con dermatitis atópica en comparación con los niños varones sin dermatitis atópica y los controles. Aunque este es un SNP silente, podría afectar al transcripción o la transcripción o ligarse a otro polimorfismo aún no identificado y así predisponer a los niños varones al asma y a la dermatitis atópica.

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Genes identificados mediante ligamiento seguido de clonación posicional

DPP10	Cromosoma 2
HLA-G	Cromosoma 6
GPRA	Cromosoma 7
PHF11	Cromosoma 13
ADAM-33	Cromosoma 2

Genes identificados mediante estudios de asociación y replicados en más de 5 estudios

IL4, IL13, ADRB2	Cromosoma 5
TNF, LTA, DRB1	Cromosoma 6
FCBR1	Cromosoma 11
IL4RA	Cromosoma 1

Genes identificados mediante estudios de asociación y replicados en menos de 5 estudios

IL10	Cromosoma 1
CTLA4	Cromosoma 2
CCR5	Cromosoma 3
CD14, LTC4S	Cromosoma 5
NOS3	Cromosoma 7
CC10	Cromosoma 11
STAT6, IFNG, NOS1	Cromosoma 12
CARD15	Cromosoma 16
RANTES, SCYA11	Cromosoma 17

Abreviaturas: IL10 = interleukin 10; CTLA4 = cytytoxic T lymphocyte-associated 4; CCR5 = chemokine receptor 5; IL4 (13) = interleukin 4 (13); CD14 = monocyte differentiation antigen 14; ADRB2 = beta2 adrenergic receptor; LTC4S = leukotriene C4 synthase ; HLA = human leukocyte antigen; TNF = tumor necrosis factor; LTA = lymphotoxin-alpha; NOS3 = nitric oxide synthase 3; FCER1B = high affinity IgE receptor beta chain; STAT6 = signal transducer and activator of transcription 6; IFNG = interferon gamma; NOS1 = nitric oxide synthase 1; IL4RA = interleukin 4 receptor alpha chain; CARD15 = caspase recruitment domain-containing protein 15; IL13RA1 = interleukin 13 receptor alpha-1. DPP10= Dipeptidylpeptidase 10 isoform 1. DRB1= - HLA DR beta 1; GPRA = G-protein-coupled receptor for asthma susceptibility; CC10 = chemokine 10;  PHF11 = PHD finger protein 11. ADAM33 = a disintegrin and metalloprotease 33; SCYA11 = small inducible cytokine A1

Tomado de Ober C. Perspectives on the past decade of asthma genetics. J Allergy Clin Immunol 2005;116:274-8.

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