Avaliação de biomarcadores e variantes genéticas no Diabetes mellitus tipo 1, tipo 2 e gestacional

Abstract

Resumo: O Diabetes mellitus (DM) é uma síndrome de etiologia múltipla e poligênica. A hiperglicemia crônica favorece a formação de produtos finais de glicação avançada, os AGEs (Advanced Glycation End-products). A interação AGE-RAGE (receptor for AGE), inicia uma cascata de processos pro-inflamatórios e pro-coagulantes que resultam em estresse oxidativo, base da disfunção endotelial envolvida nas complicações vasculares do DM. Isoformas solúveis de RAGE (sRAGE e esRAGE) têm sido apontadas como preditores de risco para estas complicações. Assim, a interação de fatores genéticos e ambientais na fisiopatologia do DM torna relevante a descoberta de biomarcadores e variantes genéticas que possam auxiliar no diagnóstico, monitoramento ou prognóstico da doença. O objetivo do trabalho foi investigar a presença e associação entre biomarcadores e variantes genéticas no DM tipo 1 (DM1), tipo 2 (DM2) e gestacional (DMG). O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Setor de Ciências da Saúde da UFPR (CAAE: 01038112.0.0000.0102). Neste estudo, 967 participantes foram subdivididos em grupos caso-controle: 100 DM1 e 117 controles saudáveis; 200 DM2 e 298 controles saudáveis; e, 127 DMG e 125 gestantes saudáveis. Biomarcadores de controle glicêmico, perfil lipídico, de inflamação e da função renal foram quantificados. Os polimorfismos rs17576 do gene MMP9 e rs3134945 do gene RAGE foram genotipados nos grupos caso-controle DM1 e DM2, e os polimorfismos rs1421085 do gene FTO, rs780094 do gene GCKR, rs1137100 e rs1137101 do gene LEPR, rs1801282 do gene PPARg e rs7901695 do gene TCF7L2, no grupo caso-controle DMG. Um subgrupo de pacientes com DM2 e complicações vasculares (n=44) foi selecionado e pareado por gênero e idade com controles saudáveis (n=44). Neste subgrupo (n=88), foram quantificadas sRAGE e esRAGE através de ensaio imunoenzimático para verificar associação dessas isoformas com outros biomarcadores ou com as variantes rs17576 do MMP9 e rs3134945 do RAGE. Todas as variantes estudadas estavam em equilíbrio de Hardy-Weinberg. O polimorfismo rs17576 do gene MMP9 não foi associado ao DM1(P=0,469) ou DM2 (P=0,269); assim como o rs3134945 do gene RAGE não está associado ao DM1(P=0,162) ou DM2 (P=0,659) na população em estudo. Os polimorfismos rs1421085 do gene FTO, rs1137100 e rs1137101 do gene LEPR, rs1801282 do gene PPARg e rs7901695 do gene TCF7L2 não foram associados ao DMG no presente estudo (P=0,420, P=0,687, P=0,228, P=0,851 e P=0,413, respectivamente). O polimorfismo rs780094 do gene GCKR foi associado ao DMG na população estudada, nos modelos codominante e dominante (P=0,022 e P=0,010, respectivamente), sendo o alelo T protetor (Odds ratio 1,41; 95%IC 0,97- 2,03). Os polimorfismos em estudo não foram associados aos parâmetros antropométricos, clínicos e laboratoriais estudados. As concentrações séricas de sRAGE e esRAGE não diferem entre gêneros e não foram associadas ao DM2 ou com os polimorfismos rs17576 do MMP9 e rs3134945 do RAGE; mas apresentaram correlação positiva e significativa (P<0,05) com a glicemia (r=0,335 e r=0,320, respectivamente) e com o 1,5 anidroglucitol (r=0,446 e r=0,563, respectivamente). Em conclusão, o gene GCKR é candidato à associação com DMG, e a presença do alelo T do polimorfismo rs780094 foi associada ao risco reduzido para o desenvolvimento da doença. Palavras-chave: Diabetes mellitus, biomarcadores, polimorfismos, sRAGE, esRAGE.

Abstract: Diabetes mellitus (DM) is a multifactorial and polygenic syndrome. The chronic hyperglycemia common in DM promotes the formation of Advanced Glycation Endproducts, AGEs. The interaction of AGEs with cellular receptor RAGE (receptor for AGE), initiates a cascade of pro-inflammatory and pro-coagulant processes which result in oxidative stress and endothelial dysfunction, basis of vascular complications. Thus, the soluble isoform of RAGE (sRAGE and esRAGE) have been identified as predictors of risk for DM complications. Because of the interaction of genetic and environmental factors in the DM pathophysiology it is relevant to search for serum or genetic biomarkers as tools for diagnosis, monitoring or prognosis of DM. The aim of this study was to investigate the association between serum biomarkers and genetic variants in type 1 DM (T1D), type 2 DM (T2D) and gestational diabetes (GDM) The study was approved by the Research Ethics Committee of the UFPR Health Sciences Sector (CAAE: 01038112.0.0000.0102). Were involved in this study 967 participants and the case-control groups were composed of 100 T1D and 117 healthy controls; 200 T2D and 298 healthy controls; and GDM 127 and 125 healthy pregnant women. Glycemic control biomarkers, lipid profile and inflammatory and renal function biomarkers were measured. The polymorphisms rs17576 of MMP9 gene and rs3134945 of RAGE gene were genotyped in the case-control groups T1D and T2D, and we genotyped, in GDM case-control group, the polymorphisms rs1421085 of FTO gene, rs780094 of GCKR gene, rs1137100 and rs1137101 of LEPR gene, rs1801282 of PPARg gene and rs7901695 of TCF7L2 gene. A set of T2D patients with vascular complications was selected and paired by gender and age with healthy controls. In this subgroup (n=88) we measured sRAGE and esRAGE by enzyme immunoassay to verify association with biomarkers or with the rs17576 and rs3134945 polymorphisms. All the studied variants were within the Hardy-Weinberg equilibrium. The rs17576 MMP9 gene polymorphism was not associated with T1D (P=0.469) or T2D (P=0.269); as well as rs3134945 RAGE gene polymorphism was not associated with T1D (P=0.162) or T2D (P=0.659) in the study population. The polymorphisms rs1421085 of FTO gene, rs1137100 and rs1137101 of LEPR gene, rs1801282 of PPARg gene and rs7901695 of TCF7L2 gene were not associated with GDM in this study (P=0.420, P=0.687, P=0.228, P=0.851 and P=0.413, respectively). The rs780094 GCKR gene polymorphism was associated with the GDM in the studied population, in codominant and dominant models (P=0.022 and P=0.010, respectively). We also observed the protective effect of T allele (odds ratio 1.41, 95%CI 0,97-2.03) in these patients. None of the studied polymorphisms were associated with anthropometric, clinical and laboratory parameters. Serum concentrations of sRAGE and esRAGE do not differ between genders and are not associated with T2D or with rs17576 of MMP9 gene and rs3134945 of RAGE gene; but they showed a positive and significant correlation (P < 0.05) with glucose (r=0.335 and r=0.320, respectively) and with 1.5 anhydroglucitol (r=0.446 and r=0.563, respectively). In conclusion, the GCKR gene is a candidate for association with GDM, and the presence of the T allele of the rs780094 polymorphism was associated with reduced risk for the disease. Key-words: Diabetes mellitus, biomarkers, polymorphisms, sRAGE, esRAGE.