Apolipoproteina E -genotipare

Informaţii generale

Apolipoproteina E (ApoE) este o glicoproteină formată din 299 aminoacizi ce joacă un rol fundamental în metabolismul lipidelor. Este sintetizată în principal în ficat şi creier, dar a fost de asemenea localizată în rinichi sau splină. In sistemul nervos astroglia şi microglia sunt principalii producătorii de ApoE, în timp ce neuronii exprimă preferenţial receptori pentru ApoE.

ApoE se ataşează de diverse lipoproteine plasmatice cum ar fi chilomicronii, lipoproteinele cu densitate foarte joasă (VLDL) şi lipoproteinele cu densitate înaltă (HDL). Participă la clearance-ul resturilor de chilomicroni şi de VLDL servind ca ligand pentru receptorii de lipoproteine (receptorul LDL şi receptorul hepatic apoE-specific). Excesul de colesterol în sânge este astfel eliminat prin transportul la receptorii de pe suprafaţa celulelor hepatice în vederea prelucrării. Menţinerea nivelului normal de colesterol este esenţială pentru prevenirea bolii coronariene şi a accidentelor vasculare cerebrale^1;3;4;5;6. ApoE este de asemenea importantă pentru absorbţia intestinală a colesterolului⁶.

Gena APOE, situată pe braţul lung al cromozomului 19 (formată din 4 exoni şi 3 introni, având 3597 perechi de baze), prezintă polimorfism fiind descrise trei alele (ε2, ε3 şi ε4) care pot conduce la şase genotipuri diferite (ε2/ε2, ε2/ε3, ε2/ε4, ε3/ε3, ε3/ε4 şi ε4/ε4). Cele trei alele codifică trei izoforme ApoE: E2, E3 şi, respectiv, E4, ce diferă între ele prin aminoacizii prezenţi în poziţiile 112 şi 158. E3 – cea mai frecventă izoformă în populaţia caucaziană prezintă cisteina (Cys) în poziţia 112 şi arginina (Arg) în poziţia 158. E2 şi E4 diferă de E3 prin câte o substituţie unică de aminoacizi în una din cele două  poziţii – E2: Arg158→Cys; E4: Cys112→Arg.

Frecvenţa alelelor ε2, ε3 şi ε4 pentru majoritatea populaţiei caucaziene variază după cum urmează:

Genotipul APOE influenţează captarea lipoproteinelor de către celulele hepatice precum şi catabolismul chilomicromilor, particulelor VLDL şi HDL. Alela ε3 reprezintă varianta asociată cu un metabolism lipidic „normal”. Pe de altă parte, multe studii de evaluare a rolului polimorfismului ApoE asupra lipidelor plasmatice au arătat că prezenţa alelei ε4 este asociată cu creşteri ale LDL-colesterolului, în timp ce prezenţa ε2 este asociată cu scăderea nivelului de LDL-colesterol.

Mai mult decât atât, unele studii au raportat că alela ε4 este asociată cu boli coronariane în special la persoanele de sex masculin. De asemenea prezenţa alelelor ε2 şi ε4 determină concentraţii ridicate ale trigliceridelor plasmatice^3;4;5;6. Aceste modificări se datorează efectelor opuse pe care variantele E2 şi E4 le exercită în general asupra lipidelor plasmatice:

Varianta E2

• este asociată cu o formare de chilomicroni şi VLDL mai puţin eficientă; transferul din sânge către ficat este mai scăzut, ceea ce conduce la un clearance încetinit al grăsimilor alimentare;
• determină o conversie mai redusă a lipoproteinelor cu densitate intermediară (IDL ce reprezintă de fapt resturi de VLDL) în LDL-colesterol, ceea ce conduce la scăderea colesterolului total şi la creşterea trigliceridelor;
• se leagă preferenţial de HDL-colesterol;
• prezintă o afinitate semnificativ scăzută faţă de receptorii de lipoproteine.

Varianta E4

• limitează legarea de HDL-colesterol;
• se leagă preferenţial de VLDL-colesterol; împiedică astfel procesul normal de clearance al colesterolului;
• asigură conversia rapidă a IDL in LDL;
• efect global: creşterea colesterolului total, a LDL-colesterolului şi a trigliceridelor.

Genotipul homozigot ε2/ε2 este asociat cu hiperlipoproteinemia de tip III (disbetalipoproteinemia familială), o dislipidemie familială caracterizată prin creşterea combinată a nivelului colesterolului şi al  trigliceridelor serice şi prin prezenţa unei fracţii beta largi la electroforeza de lipoproteine corespunzătoare IDL. Are o incidenţă de 1/2000 la 1/10 000 şi se asociază cu un risc ridicat de boli coronariene şi boala vasculară periferică. Debutul afecţiunii este, în general, la maturitate, dar variază de la adolescenţi până la persoane în vârstă.

Inainte de a dezvolta boli vasculare pacienţii nu prezintă, de obicei, nici un simptom, majoritatea fiind diagnosticaţi cu hiperlipoproteinemie de tip III în urma controlului de rutină, unde se observă modificări ale nivelului plasmatic de colesterol şi trigliceride. Manifestările clinice includ angina pectorală, infarct miocardic sau claudicatie intermitentă. La persoanele netratate pot fi observate xantoame (plate în cutele palmare sau tuberoase în articulaţii).

Demonstrarea genotipului ε2/2 este esenţială pentru diagnosticul de hiperlipoproteinemie de tip III. Peste 90% din persoanele cu hiperlipoproteinemie de tip III sunt homozigote pentru alela ε2. Cu toate acestea, sub 10% din persoanele homozigote pentru alela ε2 au manifestări clinice de hiperlipoproteinemie de tip III. Acest lucru sugerează că alţi factori genetici, hormonali sau de mediu contribuie la exprimarea fenotipică a bolii. Pacienţii cu un profil lipidic în concordanţă cu hiperlipidemie tip III sunt candidaţi pentru analiza genotipului APOE^3;4.

Cunoaşterea genotipului APOE poate aduce informaţii suplimentare pentru instituirea unor intervenţii terapeutice personalizate. Măsura în care restricţia de lipide din dietă îmbunătăţeşte un profil lipidic anormal depinde şi de varianta ApoE. Astfel, reducerea nivelului de LDL-colesterol, ca urmare unei diete restrictive, este mai mare la pacienţii care prezintă izoforma E4 comparativ cu cei care prezintă variantele E2 si E3.

In schimb, pacienţii cu ApoE2 tind să răspunda bine la o restricţie relativă de carbohidraţi. Fumatul este un factor major de risc cardiovascular; cu toate acestea bolilele cardiovasculare se dezvoltă mai repede în cazul unor fumători, în timp ce alţii par să nu fie afectaţi. Genotipul APOE poate induce un răspuns variabil la impactul negativ al fumatului; de exemplu, fumătorii ApoE4 asociază un risc cardiovascular mai mare în comparaţie cu purtătorii ApoE4 nefumători, iar beneficul suplimentar stopării fumatului este demonstrat de faptul că foştii fumători cu ApoE4 au un risc cardiovascular mai mic decat fumătorii activi.

In comparaţie cu varianta E3, izoforma E4 determină un risc cardiovascular mai mare la indivizii fumători. In ceea ce priveşte tratamentul cu statine, câteva studii au arătat că reducerea medie a nivelului LDL-colesterolului este mai mare la pacienţii având ApoE2 decât la cei cu ApoE3 şi ApoE4¹.

Apolipoproteina E joaca un rol important în metabolismul lipoproteinelor şi homeostaziei colesterolului în creier şi de aceea purtătorii  alelei ε4 a genei ApoE au un risc ridicat de a dezvolta boala Alzheimer (BA). Homozigoţii pentru alela ε4 a genei ApoE dezvoltă de obicei BA la o vârstă mai mică faţă de heterozigoţi. Genotiparea ApoE nu este nici specifică, nici sensibilă şi poate avea doar un rol adjuvant în diagnosticul BA la persoanele simptomatice; la persoanelor asimptomatice rolul său este minor. Astfel, prezenţa alelei ε4 nu este nici necesară, nici suficientă pentru a dezvolta BA⁷.

După descoperirea genei ApoE mai multe studii au demonstrat asocierea dintre polimorfismul genei ApoE şi boli cronice, cum ar fi boala Alzheimer, declinul cognitiv asociat cu vârsta, osteoporoza, cancerul de sân, stadiul final al bolii renale, ateroscleroza, diabetul, boala coronariană şi longevitatea⁶.

Recomandări pentru genotiparea ApoE – evaluarea riscului cardiovascular, personalizarea terapiei, diagnosticul hiperlipoproteinemiei de tip III şi evaluarea bolii Alzheimer la pacienţii cu demenţă^1;3;4. 

Specimen recoltat – sânge venos².

Recipient de recoltare – vacutainer ce conţine EDTA ca anticoagulant².

Cantitate recoltată – cât permite vacuumul².

Cauze de respingere a probei – folosirea heparinei ca anticoagulant².

Stabilitate probă – 7 zile la 2-8ºC².

Metoda – reacţie de polimerizare în lanţ (PCR) cu detecţie prin electroforeza în gel de agaroza².

Interpretarea rezultatelor

Va fi comunicat genotipul APOE obţinut².

Limite şi interferenţe   

Bibliografie