Varianti genetiche e trombosi

Varianti genetiche e trombosi
Domenico Girelli
Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale
U.O. di Medicina Interna B
Azienda Ospedaliera Universitaria di Verona
Verona, Auditorium Marani, 18 Febbraio 2006
Varianti genetiche e trombosi
“Vaste programme”...
1996-2006: progressi della Biologia Molecolare
→ centinaia di pubblicazioni con risultati non
univoci.
??
Genetica dell’aterotrombosi - sommario
Importanza (e complessità) del
problema
Esistono allo stato attuale test
genetici utili nella pratica clinica?
Quali prospettive per il (prossimo)
futuro ?
CAD nei GEMELLI
“the perfect natural experiment for
determining the relative importance
of genetics”.
(Martin N, Nat Genet 1997; 17:387-392)
concordanza di Infarto Miocardico
in gemelli monozigoti vs dizigoti:
65% vs 22%
(Berg, Prog Clin Biol Res Med Genet 1982; 103:111)
Lesioni identiche in gemelli
monozigoti.
(Kaluza G,Circulation 2000;101:e63-e64)
coronary angiograms of
882 siblings with CAD
(from 401 families)
{
Fisher M, Circulation 2005
Family History is a Coronary Heart Disease Risk Factor in the
Second Northwick Park Heart Study.
Hawe E, Ann Hum Genet 2003
La m. aterotrombotica:
prototipo di m.
complessa
multifattoriale
Centinaia di geni “candidati”
miriade di interazioni
gene/gene e
genetico/ambientali
singole varianti in geni
“candidati” possono conferire al
massimo un rischio modesto
Lusis AJ, Circulation 2004
Metodi per la determinazione simultanea di più
mutazioni (“strip multilocus”)
Verona Heart Project: ~2000 pz.
sottoposti ad angiografia coronarica
dal 1996. Studio caso-controllo
(IMA+/IMA-) e prospettico
132 polimorfismi:
72 infiammazione (citochine,
molecole di adesione, NOs…)
35 metabolismo lipidico
15 emostasi (fattori della
coagulazione, piastrine…)
Altri (metabolismo dell’omocisteina,
sistema RAA…)
Metodi per la determinazione simultanea di più
mutazioni (“DNA-microarrays”)
migliaia di oligonucleotidi su
“micro-biochips” (1-2 cm2)
DNA marcato fluorescente
>10.000 SNPs simultanee
m. utili per studi “genome-wide
scan” (identificazione di nuovi
geni, senza ipotesi “a priori”)
Problemi inerenti il n. di geni coinvolti
tecnologia? no
interpretazione dei risultati!
studi eterogenei per tipologia dei malati (età, sesso, gruppi etnici,
FDR tradizionali…), dei controlli, endpoints clinici (IMA, PCI,
CABG, eventi “combinati”…)
Risultati spesso “inconsistenti”, non replicabili o generalizzabili
Analisi statistiche appropriate
Promesse e limiti del metodo dei geni
“candidati”. L’esempio dei polimorfismi dei
recettori di membrana delle piastrine.
Integrina α2β1 (GPIa-IIa)
recettore per collagene
C807T (allele T → > densità del r.)
P2Y12
recettore per l’ADP
(target tienopiridine)
Aplotipo H2 (↑
↑ risposta all’ADP)
Ruggeri ZM, Nat Med 2002
Integrina αIIbβ3 (GPIIb-IIIa)
recettore per fibrinogeno e vWF
Leu33Pro (effetto funzionale ?)
Il polimorfismo Leu33Pro sul gene GPIIb-IIIa (PlA1/A2) come FDR trombotico
Bussels JB, Hematology 2000
The Verona Heart Project:
genotype frequencies in MI and non-MI patients.
Fibrinogen β –455 G/A
Factor VII – 402 G/A
Factor VLeiden (506 R/Q)
Factor V “R2” (6755 A/G)
PROTHROMBIN 20210 G/A
PAI-1 – 675 4G/5G
GP IIIa Leu33Pro
GP Ia 873 G/A
PY12 H1/H2
G/G
G/A
A/A
G/G
G/A
A/A
R/R
R/Q
Q/Q
A/A
A/G
G/G
G/G
G/A
A/A
4G/4G
4G/5G
5G/5G
Leu/Leu
Leu/Pro
Pro/Pro
G/G
G/A
A/A
H1/H1
H1/H2
H2/H2
non-MI
(n=400)
MI
(n=600)
57.2
39.2
3.6
71.9
24.2
3.9
95.4
4.4
0.2
87.9
11.6
0.5
95.5
4.3
0.2
29.0
51.6
19.4
73.1
25.2
1.7
37.0
50.4
12.6
75.3
24.0
0.7
57.5
37.6
4.9
63.1
33.9
3.0
96.5
2.8
0.7
84.4
14.7
0.9
94.1
5.6
0.3
29.1
50.3
20.6
72.0
26.2
1.8
40.5
47.0
12.5
75.5
22.7
1.8
P
0.578
0.011*
0.263
0.300
0.621
0.863
0.929
0.506
0.32
Girelli D, ISTH 2005
“Take-home message” - 1.
Nonostante la mole di dati accumulati
nell’ultima decade con gli studi sui
polimorfismi di geni candidati, non vi sono
evidenze al momento per supportare una
reale utilità nella pratica clinica dei test
genetici sinora disponibili.
Nuovi geni di interesse, emersi da studi con
metodica “genome-wide scan” (2003-2005)
progetto deCODE: popolazione islandese
ALOX5AP: regolatore cruciale della via metabolica
della 5-lipossigenasi (produzione di leucotrieni
pro-infiammatori)
Aplotipi associati a > attività (↑ LTB4) associati a
rischio di IMA e stroke.
Helgadottir A, Nature Genet 2004
Studi di genome-wide-scan su
famiglie con molti soggetti affetti:
molto informativi!
13 pz. con CAD precoce “dominante”
MEF2A (myocyte enhancer factor-2):
fattore di trascrizione endoteliale.
Mutazione su MEF2A in tutti i soggetti
CAD, non presente nei familari sani e
nella popolazione normale.
Studio preliminare: 2% di tutti i pz.
con CAD (?).
Wang L, Science 2003
Necessarie verifiche...
Nel frattempo...
Possiamo liquidare come inutili gli studi sinora
condotti sui geni candidati?
METABOLISMO DELL’ OMOCISTEINA
dieta
METIONINA (CH3)
(S-adenosil-MET)
FOLATO
CH3
B12
(sintesi DNA
Metionina
sintasi
MTHFR
Rimetilazione
…)
CH3
OMOCISTEINA
Transulfurazione
Cβ
βS
B6
cistine
(urine)
ENZIMA CHIAVE DELLA VIA DI RIMETILAZIONE:
MTHFR → C677T polimorfismo frequente (∼
∼18% di omozigoti TT nella ns.
popolazione); può associarsi ad un aumento lieve-moderato della
omocisteinemia (in media del 20%)
The MTHFR Studies Collaboration Group
~ 40 gruppi di ricerca (Europa, N.America, Australia,
Giappone, Israele, Turchia)
40 studi caso-controllo su MTHFR C677T e CAD
11.162 casi e 12.758 controlli
Odds Ratio (TT vs CC): 1.16 (1.05-1.28)
Klerk M et al., JAMA 2002; 288:2023-31
INTERAZIONE GENETICO-AMBIENTALE TRA MTHFR C677T E STATO NUTRIZIONALE DEL FOLATO
below the median
above the median
CC
CT
TT
↑↑HCY
nei sogg. TT si ha solo se i livelli di folato nel sangue sono < alla mediana (deficit
↑↑
subclinico). I sogg. TT con folatemia normale → Hcy normale.
Girelli D et al., Blood 1998
MTHFR C677T: il rischio non è legato al polimorfismo
genetico in sé, quanto alla sua interazione con lo stato
nutrizionale del folato.
Lusis AJ, Circulation 2004
ASA meno efficace nel ridurre l’aggregazione da collagene nei sogg. eterozigoti per
il polimorfismo Leu33Pro sul gene GPIIb-IIIa
Cooke CE, JACC 2006
“Take-home message” - 2.
Le nostre conoscenze sui fattori genetici di
suscettibilità alla m. aterotrombotica sono poco
più che iniziali.
Agenda per il prossimo futuro:
approfondimento su nuovi geni, non legati ai fattori di
rischio tradizionali (es. ALOX5AP/FLAP, MEF2A).
recupero ragionato di informazioni dai poliformismi di
geni “candidati”, attraverso modelli sofisticati di
interazione gene/gene, gene/ambiente, gene/farmaco.
Ecogenomica e Farmacogenomica
La dieta “giusta”
genotipo ?
Il farmaco “giusto”
Alla persona “giusta”