La ventaja heterocigota de la mutación en policitemia de Chuvasa VHLR200W puede ser protección contra anemia

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Resumen

La mutación en pérdida de función de la línea germinal VHLR200W es común en Chuvasia, Rusia y ocurre en otras partes del mundo. Los homocigotos de VHLR200W tienen niveles elevados de factor inducible por hipoxia (HIF)-1 e HIF-2, concentración de hemoglobina aumentada, propensión a la trombosis y mortalidad precoz. Debido a que la mutación persiste desde un origen antiguo, planteamos la hipótesis de que hay una ventaja heterocigota. Se estudiaron treinta y cuatro heterocigotos VHLR200W y 44 controles de más de 35 años de Chuvashia, Rusia. La anemia se definió como hemoglobina inferior a 130 g/L en hombres y inferior a 120 g/L en mujeres. La anemia leve se presentó en el 15% de los heterocigotos VHLR200W y en el 34% de los controles sin alelo VHL mutado. Mediante regresión logística multivariante, las probabilidades de anemia se redujeron en un estimado de 5,6 veces en los heterocigotos de VHLR200W en comparación con los controles (intervalo de confianza del 95% 1,4-22,7; P=0.017). En conclusión, la heterocigosis para VHLR200W puede proporcionar protección contra la anemia, protección que podría explicar la persistencia de esta mutación.

Introducción

La mutación R200W del gen von Hippel Lindau (VHL) está presente en el mismo haplotipo en casi todas las personas de orígenes raciales y étnicos heterogéneos, lo que indica que la mutación puede haberse originado en un fundador antes de la divergencia de razas humanas.1 Solo se ha informado de una excepción a este vínculo genético.2 La homocigosis para VHLR200W es responsable de la policitemia de Chuvash, el primer trastorno congénito reconocido de detección de hipoxia aumentada.3 Chuvash la policitemia es común en la República de Chuvashia de la federación de rusia Federation4 y en la isla italiana de Ischia;5 el problema también se produce en otras partes del mundo.2,6 La policitemia de Chuvash se caracteriza por un aumento de los niveles de HIF-1α y HIF-2α bajo condiciones de oxígeno ambiental3,7 y una regulación ascendente de varios de los genes diana de HIF.3,8,9 Las manifestaciones clínicas incluyen presión arterial sistémica más baja, presión arterial pulmonar más alta y otros cambios en la fisiología vascular pulmonar, venas varicosas, hemangiomas vertebrales y hepáticos, recuento más bajo de glóbulos blancos y plaquetas, aumento de las concentraciones séricas de citoquinas inflamatorias, cambios en las concentraciones plasmáticas de tiol, trombosis arterial y venosa, episodios hemorrágicos mayores, episodios vasculares cerebrales y mortalidad prematura. A diferencia de la enfermedad de predisposición al cáncer de von Hippel Lindau, no se han encontrado tumores malignos típicos de este síndrome y no se ha demostrado un aumento del riesgo de cáncer.8-13

Dada una selección negativa para homocigotos VHLR200W, la mutación debe estar asociada con algún tipo de ventaja heterocigótica, aunque sea leve. Sin embargo, no se conoce el efecto de la heterocigosidad para la VHLR200W. Solo se han notificado casos raros de policitemia asociada a heterocigosis de VHLR200W.2,6,14 En un estudio que incluyó 9 heterocigotos de VHL200W de chuvasia y 77 participantes de chuvasia con alelos de VHL normales, los heterocigotos de VHL200W tenían presiones sanguíneas sistémicas significativamente más bajas y concentraciones séricas de PAI-1 más altas. Además, aunque ningún heterocigoto de VHLR200W fue policitémico, la concentración media de hemoglobina fue mayor en 4 g/L, pero esta diferencia no fue estadísticamente significativa.8

El presente estudio se realizó para determinar prospectivamente si los heterocigotos para VHL200W tienen diferencias fisiológicas y clínicas discernibles de individuos sin alelo VHL mutado, y si tales diferencias existen, considerar si pueden representar una ventaja heterocigota. Anteriormente, se buscó una posible protección de los heterocigotos VHLR200W frente a la eclampsia, una de las principales causas de morbilidad y mortalidad maternas que está relacionada con la desregulación del VEGF regulado por HIF-1, pero esto no fue validado (Gordeuk et al., datos no publicados, 2011). En este estudio, examinamos el efecto de la heterocigosidad de la VHLR200W sobre la anemia en una muestra de Chuvash no seleccionada. Postulamos que la identificación de cualquier ventaja de heterocigoto VHLR200W podría apuntar a los beneficios potenciales del aumento crónico de los HIFs por agentes farmacológicos, como los inhibidores de los doctores.15,16

Diseño y Métodos

Objetivo del estudio

El objetivo del estudio fue comparar las características clínicas y moleculares de un grupo de heterocigotos BVS200W mayores de 35 años y un número similar de controles sin alelo BVS mutado mayores de 35 años en la República Chuvasa de la Federación Rusa. Las restricciones presupuestarias limitaron el estudio a menos de 80 participantes de la investigación.

Protocolo de investigación

La Junta de Revisión Institucional de la Universidad Howard aprobó la investigación y todos los participantes dieron su consentimiento informado por escrito. El estudio se llevó a cabo en la República Autónoma de Chuvash de la Federación de Rusia, que se encuentra a unos 650 kilómetros al sureste de Moscú a lo largo del río Volga. Se identificaron heterocigotos VHLR200W de más de 35 años de edad mediante el estudio de familiares de primer grado de pacientes con policitemia chuvásica. Además, se inscribieron controles no afectados, no relacionados, también de etnia chuvasa y de distribución por edad y sexo similar de la comunidad en la misma área geográfica de Chuvasia sin conocimiento previo de su estado de salud. Los participantes del estudio, que se encontraban en su estado de salud habitual, se caracterizaron por la historia clínica, el examen físico, incluida la presión arterial y el peso corporal, y las pruebas de laboratorio de sangre periférica.

Procedimientos de laboratorio

Se realizó un hemograma completo mediante un analizador automatizado (Sysmex XT 2000i, Sysmex Corporation, Kobe, Hyogo, Japón). La concentración sérica de ferritina se determinó mediante inmunoensayo enzimático (Ramco Laboratories Inc., Stafford, TX, USA). Las concentraciones plasmáticas de VEGF y las concentraciones séricas de eritropoyetina y receptor de transferrina soluble se determinaron mediante ensayo de inmunoabsorción enzimática (ELISA) (Sistemas R& D, Minneapolis, MN, EE.UU.). La concentración plasmática de PAI-1 también fue determinada por ELISA (Innovative Research, Inc., Novi, MI, USA). La concentración sérica de hepcidina se midió mediante ELISA competitivo como se describió anteriormente.17 El genotipado para VHLR200W se realizó por PCR como se describió anteriormente.8

Estadística

La comparación primaria del estudio fue entre heterocigotos de VHLR200W y sujetos genotípicamente normales. El análisis de las variables continuas se realizó mediante la prueba t de Student (después de la transformación normal) o mediante el análisis de varianza con ajuste por covariables significativas. El análisis de las variables categóricas se realizó por la prueba de la χ2 de Pearson o por regresión logística con ajuste para otras variables significativas. Las variables continuas sesgadas se transformaron en logaritmos para aproximarse a una distribución normal. Los análisis se realizaron con Stata 10.1 (StatCorp., College Station, TX, USA).

Papel de la fuente de financiación

Amgen ayudó en el diseño del estudio, pero el Dr. Gordeuk tuvo la plena responsabilidad de implementar y conducir el estudio, recopilar, administrar e interpretar los datos y escribir el manuscrito.

Resultados y discusión

Las características clínicas de los participantes del estudio se resumen en la Tabla 1 según el genotipo de la BVS. El valor medio del VCM fue menor entre los heterocigotos de VHLR200W (P=0,033) y el recuento de glóbulos blancos fue mayor (P=0,036). Las concentraciones séricas de ferritina fueron similares en heterocigotos VHLR200W y controles. La media (desviación estándar ) de la concentración de hemoglobina fue de 134 (14) g/L en los heterocigotos VHL200W y de 128 (16) g/L en los controles sin alelo VHL mutado (P=0,10). El tamaño muestral del estudio de 78 tiene un poder de 0,50 para detectar la diferencia observada de 6 g/L en la concentración de hemoglobina entre heterocigotos de VHLR200W y controles con un nivel de significancia de P<0,05. Un tamaño de muestra de 170 tendría una potencia de 0.8 para detectar una diferencia y un tamaño de muestra de 230 tendría una potencia de 0.9.

Utilizando la definición de hemoglobina de la Organización Mundial de la Salud (menos de 130 g/L en hombres y menos de 120 g/L en mujeres),18 20 (26%) de los 77 participantes del estudio eran anémicos (Tabla 2) y la prevalencia por sexo fue de 15 (32%) de 47 mujeres y 5 (17%) de 30 hombres. La anemia fue leve y se asoció con disminuciones en la CMCH (P=0,002), concentración de ferritina (P=0,007) y concentración de hepcidina (P=0,009), y un aumento en la concentración de eritropoyetina (P=0,06; Tabla 3), lo que sugiere que la anemia puede haber estado predominantemente relacionada con deficiencia de hierro.

Cuadro 1Características clínicas de los participantes del estudio según el genotipo de la BVS.*

La prevalencia de anemia fue del 15% en los heterocigotos VHLR200W y del 34% en los controles (P=0,061 por la prueba de la χ de Pearson). En un análisis de regresión logística que se ajustó por edad, sexo y una interacción entre edad y sexo, las probabilidades estimadas de anemia fueron 5,6 veces menores en los heterocigotos de 200W que en los controles (intervalo de confianza del 95% 1,4-22,7; P=0,017). Entre los 5 heterocigotos VHLR200W con anemia, una mujer de 39 años tenía una concentración de ferritina sérica de 6 µg/L y hepcidina de 2,5 ng / ml, lo que indica deficiencia de hierro, y 3 mujeres y un hombre tenían anemia inexplicable. Entre los 15 controles con anemia, seis mujeres de 53 años o menos tenían concentraciones séricas de ferritina inferiores a 20 µg/L y hepcidina inferiores a 21 ng/ml, lo que indica deficiencia de hierro. Dos hombres en el grupo de control tuvieron cambios consistentes con el efecto del alcohol (macrocitosis y antecedentes de consumo de alcohol), un hombre y 4 mujeres menores de 60 años de edad tenían anemia inexplicable, y un hombre y 2 mujeres mayores de 65 años tenían anemia inexplicable (comúnmente conocida como «anemia inexplicable de los ancianos»). Así, este estudio sugiere que, en contraste con los efectos nocivos de la homocigosidad para la VHLR200W en forma de policitemia de Chuvash, la heterocigosis para la VHLR200W puede conducir a la protección contra la anemia. Con base en nuestros datos, este mecanismo protector puede aplicarse a la anemia por deficiencia de hierro y a la anemia en general; si es pertinente a la anemia inflamatoria o a la anemia de ancianos en particular, no se puede responder en este estudio relativamente pequeño. Sin embargo, estas preguntas podrían abordarse en un estudio más amplio en humanos y en experimentos que utilizan un modelo de ratón de policitemia de Chuvash.7

Cuadro 2Características clínicas de los participantes del estudio según la presencia o ausencia de anemia (hemoglobina <130 g/dL en hombres, <120 g/dL en mujeres).*

Parece posible que el menor riesgo de anemia observado en heterocigotos VHLR200W pueda deberse a un leve aumento de la actividad de la HIF en la normoxia. Se sabe que los factores de transcripción de HIF regulan hacia arriba la eritropoyetina, el inhibidor activador del plasminógeno-1, el receptor de transferrina y el factor de crecimiento endotelial vascular y regulan hacia abajo la hepcidina.19,20 Las concentraciones de estos productos ajustadas para las covariables significativas se presentan en la Tabla 3. Hubo concentraciones más altas de receptores de transferrina (P=0,026) y una tendencia a un factor de crecimiento endotelial vascular más alto (P=0).14) y eritropoyetina (P=0,18) entre los heterocigotos de VHLR200W. Las concentraciones de hepcidina no difieren según el genotipo del VHL. Aunque no hubo diferencias significativas en las concentraciones de eritropoyetina circulante entre los heterocigotos de VHL200W y los controles de tipo salvaje de VHL en este estudio, hay evidencia de estimulación directa de la eritropoyesis por parte de los IFH independientemente de la concentración de eritropoyetina, ya que los progenitores eritroides homocigotos de VHL200W tienen una respuesta aumentada a la eritropoyetina.3,21 La evidencia de un modelo de ratón sugiere que, además de promover la expresión de los receptores de eritropoyetina y transferrina y la expresión de hepcidina que regula a la baja, es probable que la FHI también estimule la eritropoyesis por medio de un mecanismo dependiente del hierro aún por definir.22

Cuadro 3Productos de genes regulados por HIF en participantes del estudio de acuerdo con el genotipo VHL.*

Una limitación de este estudio es el pequeño tamaño de la muestra. Para confirmar los hallazgos actuales e identificar otros beneficios posiblemente sutiles del estado heterocigoto para una enfermedad autosómica recesiva, se requeriría un estudio de una cohorte más grande. Otro inconveniente potencial es que la prevalencia general de anemia en este estudio parece alta. La información sobre el estado hematológico de los adultos en Rusia en general o en la chuvasia en particular es escasa. En nuestro estudio publicado previamente en Chuvashia8, la prevalencia de anemia entre los controles adultos de la comunidad fue similar a la del presente estudio (24% en general, 34% en mujeres, 14% en hombres) (V. Gordeuk, observaciones no publicadas, 2011).

En conclusión, un nivel de protección contra la anemia podría explicar una ventaja heterocigótica para el alelo VHLR200W, a pesar de la alta mortalidad de los homocigotos. Además, los datos presentados aquí sugieren que los aumentos leves de la señalización de HIF-1 e HIF-2 en la normoxia no comprometen la actividad eritropoyética en condiciones fisiológicas normales en un grado que cambiaría notablemente la concentración de hemoglobina en heterocigotos sanos de Chuvash. Sin embargo, cuando un insulto patológico aumenta la demanda de eritropoyesis, la señalización aumentada de HIFs en heterocigotos puede aumentar la eritropoyesis a un grado discernible, lo que resulta en la prevención o la mejora de la anemia. Así, el efecto acumulativo de la heterocigosidad de la VHLR200W puede proporcionar un grado de protección contra la anemia que podría ofrecer una ventaja para mantener o incluso aumentar la frecuencia de este polimorfismo genético en humanos. Además, nuestros hallazgos sugieren que el aumento de los niveles de HIF-α por inhibición farmacológica de los doctores en humanos podría ser un medio seguro para aumentar los niveles de eritropoyetina para la corrección y prevención de la anemia y/o para producir otros aspectos potencialmente beneficiosos de la respuesta hipóxica.15

Notas al pie de página

  • Financiación: financiada en parte por la subvención n. UH1-HL03679-05 del Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre (VRG) y la Oficina de Investigación sobre la Salud de las Minorías, por una subvención de Amgen y por las subvenciones de los NIH n. 1 R01 HL079912 – 01 (VRG) y R01 HL50077-14 (JTP).
  • Autoría y divulgaciónla información proporcionada por los autores sobre las contribuciones de personas enumeradas como autores y en agradecimientos está disponible con el texto completo de este artículo en www.haematologica.org.
  • Información financiera y de otro tipo proporcionada por los autores utilizando el ICMJE (www.icmje.org) El Formato Uniforme para la Divulgación de Intereses Concurrentes también está disponible en www.haematologica.org.
  • Recibido el 7 de abril de 2011.
  • Revisión recibida el 11 de mayo de 2011.
  • Aceptado el 16 de mayo de 2011.
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