Estudio de variantes genéticas funcionales de TGF-β1 en mexicanos con glaucoma

Artículo original de Francisco Javier Santacruz-Pavlovich et al.

Resumen y comentario por el Dr. José Navarro Partida

Hoy en día se reconoce que el glaucoma es la causa más común de ceguera prevenible e irreversible en el mundo. Se estima que esta neuropatía óptica crónica y progresiva afecta a 76 millones de personas de manera global, siendo el glaucoma primario de ángulo abierto (GPAA) el responsable del 12.3 % de la ceguera en el orbe. Clínicamente, el glaucoma se presenta como una atrofia adquirida del nervio óptico secundaria a la pérdida de células ganglionares retinianas y sus axones, que se acompaña de defectos campimétricos distintivos. Aunque el aumento de la presión intraocular (PIO) es un factor de riesgo significativo en el desarrollo del glaucoma, esta puede encontrarse dentro del rango de la normalidad hasta en un 40 % de los pacientes con GPAA. Sin embargo, el control de la PIO constituye el pilar del manejo del glaucoma en la actualidad.

La patogénesis del glaucoma aún no ha sido plenamente dilucidada, aunque se ha postulado que un drenaje inadecuado del humor acuoso a través de la malla trabecular (MT) es la responsable del aumento de la PIO en el GPAA. Recientemente, se ha descrito que los niveles elevados del factor de crecimiento transformante beta (TGFβ) en humor acuoso y el incremento de la matriz extracelular (MEC); es decir, la fibrosis de la MT, constituyen las principales firmas moleculares del GPAA [Fig. 1].

La familia del TGF-β es una superfamilia de citocinas compuesta por proteínas morfogenéticas óseas, activinas, inhibinas y factores de crecimiento y diferenciación. Varios estudios han asociado el TGF-β1 y el TGF-β2 a la fisiopatología del glaucoma. Por ejemplo, los valores altos de TGF-β2 en humor acuoso se asocian a un mayor riesgo de desarrollar glaucoma, mientras que se ha descrito que la concentración plasmática de TGF-β1 se encuentra incrementada en pacientes con GPAA. Además, múltiples estudios confirman que la vía de señalización de TGF-β2, junto con sus efectores río-abajo, son fundamentales en el establecimiento de la fibrosis de la MT en el glaucoma de ángulo abierto. Adicionalmente, se ha descrito que TGF-β junto con el factor de crecimiento del tejido conectivo (CTGF) puede modular la configuración celular en la región yuxtacanalicular de la MT, al inducir la transformación de las células del trabéculo a un fenotipo miofibroblástico contráctil, lo que contribuye al endurecimiento general del tejido. El aumento de la acumulación y endurecimiento de la MEC conduce posteriormente a un aumento gradual de la resistencia al flujo de salida del HA y, por lo tanto, a un incremento en la PIO.

Figura 1. Fisiopatología del GPAA. La malla trabecular sufre cambios fibróticos que deterioran el drenaje de humor acuoso, lo que aumenta la presión intraocular y lleva al daño al disco óptico del glaucoma.

La susceptibilidad del nervio óptico y el daño difiere entre los pacientes con glaucoma, atribuyéndose esta propiedad a variaciones genéticas que brindan protección o predisposición al daño glaucomatoso. Entre las variaciones genéticas más estudiadas como biomarcas del glaucoma se encuentran los polimorfismos de un solo nucleótido (PNUs), que se presentan cuando un solo nucleótido (molécula que constituye el componente básico del ADN) es reemplazado por otro. Los PNUs son variantes de con una frecuencia en la población >1 %. En los últimos años, se han identificado diversos PNUs como factores de riesgo predictivos para GPAA. Algunos de los genes donde residen estas variantes genéticas codifican para las proteínas APE1, APOE, CAV1/CAV2, MMP1, OPTN, PLXDC2, SLC23A2, TIMP1, TLR4, TMCO1, XRCC1, ZP4 y TGF-β2.

 

Objetivo

El objetivo del artículo científico, resumido y analizado, fue estudiar la correlación de PNUs del TGF-ß1 con el GPAA, en pacientes mexicanos.

 

Método

En dicho estudio se decidió analizar tres PNUs que afectan la función del gen que codifica para TGF-β1; dos PNUa que se localizan en la región promotora, el −509C/T (rs1800469) y el −800G/A (rs1800468), y otro más localizado en el exón 1, el +915G/C (rs1800471). El polimorfismo −509C/T (rs1800469) está asociado a una mayor expresión (producción) de TGF-β1, mientras que, el polimorfismo −800G/A (rs1800468) la reduce. Por otro lado, el PNU del exón 1 +915G/C (rs1800471) disminuye la secreción o salida de la proteína fuera de la célula y, por ende, se asocia con menor concentración de TGF-β1 en el sitio de acción [Fig. 2]

 

Se incluyeron en el análisis muestras de DNA extraídas de sangre periférica de 135 pacientes con el diagnóstico de GPAA y 102 sujetos sin GPAA para el grupo control, en los cuales se realizó la identificación de los PNUs mediante reacción de cadena de la polimerasa.

Figura 2. Las variantes génicas estudiadas y sus efectos funcionales se encuentran esquematizadas en esta figura. Se muestra efecto de los PNUs −509C/T, −800G/A y +915G/C en la expresión de TGF-β1. El PNU −509C/T provoca un aumento en la expresión de TGF- β1 mientras que el PNU −800G/A la disminuye. A su vez, el PNU +915G/C ocasiona una disminución de la secreción de TGF- β1, por lo tanto, disminuyendo su concentración y actividad.

Resultados

De forma interesante, se descubrió que el PNU −800G/A se encontraba con mayor frecuencia en el grupo con GPAA en contraste con el control (11 % vs 3 %), y se asociaba con un aumento de riesgo de 3.38 para el desarrollo de GPAA. Curiosamente, se encontró que presentar el PNU −509C/T confería protección a GPAA con una OR de 0.55. Asimismo, se encontró que pacientes con la combinación del PNU silvestre −509C/T (es decir, la variante genética más común en la población), el alelo A del PNU −800G/A (es decir, la variante polimórfica infrecuente) y el alelo C del PNU +915G/C (también la variante polimórfica) presentaban un riesgo de 2.74 de desarrollar GPAA. Esto es importante ya que, si recordamos, el PNU −509C/T generaba sobreexpresión de TGF- β1, el PNU −800G/A ocasionaba infra expresión de TGF- β1 y el PNU +915G/C provocaba disminución en la secreción de TGF- β1. Es decir, una disminución de la expresión de TGF- β1 por el PNU −800G/A, no contrarrestada por el PNU −509C/T, sumado a una disminución de la secreción de TGF- β1 por el PNU +915G/C, aumentó de forma significativa el riesgo de GPAA [Fig. 3].

Aunque a primera vista estos resultados pudieran parecer controversiales, dado que apuntan a que la disminución en la expresión de la proteína profibrótica TGF- β1 incrementa el riesgo de desarrollar GPAA, este evento es congruente con la literatura. En diversos estudios se ha descrito que en el humor acuoso de los pacientes con GPAA, las concentraciones de TGF-β1 son muy bajas, mientras que las de TGF- β2 son muy altas (< 0.1 pg/ml vs 1.48 ± 0.68 ng/ml), lo que sugiere que el desbalance a favor del aumento de TGF- β2 sobre de TGF- β1 se asocia con la etiopatogenesis del GPAA. Por lo tanto, es posible que diferentes concentraciones de TGF-β1 y TGF-β2 tengan efectos distintos en el microambiente de la MT y, por ende, diferentes efectos en la dinámica del humor acuoso por modulación de las proteínas de la matriz extracelular.

Figura 3. Hallazgos del estudio de la relación de PNUs funcionales de TGF- β1 en población mexicana. Se observan los datos demográficos del grupo de estudio y control, así como las frecuencias de los distintos PNUs. Se puede apreciar que el PNU -800 G/A es mucho más frecuente en el grupo con GPAA. En los análisis posteriores, se encontró que ser portador de la variante -800 G/A aumenta el riesgo en 3.38 veces de desarrollar GPAA. A su vez, se encontró que el haplotipo conformado por la combinación del alelo variante -800 G/A y el +915 G/C confieren un riesgo de 2.74 veces. Se encontró también que ser portador de un genotipo CT en al PNU -509 C/T confiere protección para el desarrollo de GPAA de 0.58 veces.

Conclusiones

En definitiva, es necesario ahondar en el entendimiento del papel de la familia del TGF-β en el glaucoma, pero sin lugar a dudas, este estudio genético realizado en mexicanos se suma a la creciente evidencia del rol de TGF-β en la etiopatogenia del GPAA. Consideramos que la comprensión de la influencia de TGF-β sobre el GPAA permitirá el diseño y desarrollo de nuevas terapias, así como la identificación de posibles biomarcadores útiles en el diagnóstico, seguimiento y pronóstico de los pacientes.

Santa-Cruz-Pavlovich FJ, Ori-Guy T, García-Loza BA, Carvajal-Quinonez MA, Navarro-Arregui D, Alvarado-Castillo B, et al. Association of functional TGF-β1 single nucleotide polymorphisms with primary open angle glaucoma in a Mexican population. Revista Mexicana de Oftalmología (eng). 2023.;96(4):147-254.