Polimorfismos dos genes do sistema renina- angiotensina ...

237Polimorfismos dos genes do sistema reninaangiotensina-aldosteronae as moléstiascardiovascularesAgostinho TavaresResumoAs doenças cardiovasculares são responsáveis pelamaior parte das taxas de morbidade e mortalidade namaioria dos países. Entre os diversos fatores de risco,incluindo idade, sexo, hipertensão, tabagismo, elevadocolesterol LDL, baixo colesterol HDL, diabetes melito,sedentarismo, obesidade e história familiar de doençacardíaca prematura, fatores genéticos parecem tambémestar envolvidos. Os polimorfismos do gene humano doangiotensinogênio têm mostrado forte associação coma hipertensão arterial essencial. Já o polimorfismo (inserção/deleção)do gene da enzima conversora daangiotensina I tem se mostrado em associação com altorisco para eventos coronários agudos, morte súbitacardíaca e cardiomiopatia hipertrófica. Um intensoesforço científico deve ser feito no sentido de se determinarmarcadores genéticos e para o desenvolvimentode novas drogas para o tratamento das doenças cardiovasculares.Palavras-chave: Sistema renina-angiotensina-aldosterona; Polimorfismos; Doenças cardiovasculares.Recebido: 20/4/00 – Aceito: 12/6/00 Rev Bras Hipertens 3: 237-42, 2000IntroduçãoHipertensão arterial, idade, sexo,tabagismo, níveis elevados de colesterolLDL, níveis diminuídos de HDL,diabetes melito, sedentarismo, obesidadee história familiar prematura paradoenças cardíacas são os principaisfatores de risco para as doenças cardiovasculares,descritos nas últimasdécadas. Por um outro lado, dadosepidemiológicos, como os de Framingham1 , mostram que a probabilidadede um indivíduo de 50 anos, semfatores de risco conhecidos, desenvolverum evento coronariano, é de6%, em 10 anos. Já um indivíduo de 60anos passa a ter a probabilidade de9% de desenvolver o mesmo evento.Isso sugere que outros fatores estejamimplicados, de alguma maneira, nasuceptibilidade de um indivíduo desenvolvero evento cardiovascular. Entreesses fatores, existe a possibilidade dealgum fator genético estar envolvidono desenvolvimento das doenças cardiovasculares.Tal possibilidade estábaseada, principalmente, no fato deque indivíduos que têm história familiarde doença cardiovascular correm umCorrespondência:Agostinho TavaresEscola Paulista de Medicina – UnifespRua Botucatu, 740 – São Paulo, SP – 04023-900, – Disciplina de NefrologiaTel.: (0XX11) 574-6300 – Fax: (0XX11) 573-9652 – E-mail: atavares@nefro.epm.brTavares A Rev Bras Hipertens vol 7(3): julho/setembro de 2000

238maior risco de desenvolvê-las em relaçãoà população geral. Por causadisso, investimentos substanciais têmsido aplicados no campo genéticomolecularnas duas últimas décadas.Vários estudos clínicos mostramque a inibição farmacológica da formaçãode angiotensina II (AII) melhoraos sintomas clínicos e diminui a morbidadee a mortalidade por insuficiênciacardíaca e ainda previne eventoscardíacos isquêmicos a longo prazo2,3 . Esses dados, com outros sugestivosde que os níveis plasmáticos derenina têm valor prognóstico na insuficiênciacardíaca, despertaram uminteresse especial em se estudar osgenes que codificam as proteínas quecompõem o sistema renina-angiotensina-aldosterona(SRAA).O SRAA e a hipertensãoarterialHilbert et al. foram os primeiros aestudar mecanismos genéticos doSRAA nas doenças cardiovasculares 4 .Esses autores demonstraram a associaçãoentre a hipertensão arterial e ogene da enzima conversora da angiotensinaI (ECA), por meio de cruzamentosentre as cepas de ratos espontaneamentehipertensos e o seu controlenormotenso Wistar-Kyoto.Em humanos, por meio de estudosde linkage entre famílias de hipertensose seus controles normotensos,demonstram que o gene da ECA associa-sefracamente à hipertensãoarterial, sendo que a maioria dos estudosmostram uma associação negativa.O gene humano da ECA caracterizasepor apresentar 24 regiões intrônicas(seqüências de DNA que não participamdo código genético) que intercalamas regiões exônicas (seqüênciasde DNA que determinam o códigogenético) (Figura 1). Na região intrônica16, alguns indivíduos possuemuma deleção de 287 pares de basesnuclêicas (genótipo D), enquantooutros possuem os 287 pares inseridosnessa mesma região intrônica (genótipoI). Assim, a combinação genéticados alelos, em relação a essepolimorfismo, determina, na população,o aparecimento dos homozigotos DDe II e do heterozigoto DI.Apesar do polimorfismo do gene daECA não estar fortemente associado àhipertensão arterial em humanos, eledetermina a variação plasmática daECA 5 , sendo que o genótipo DD determinaos maiores valores, enquanto II osmenores, e o heterozigoto DI os valoresintermediários. Esse polimorfismo temimportância em outras moléstiascardiovasculares como veremos adiante.Como sabemos de estudos fisiológicos,o SRAA está diretamente relacionadoao controle hidroeletrolítico epressórico dos mamíferos, e sua importânciana hipertensão renovascularestá muito bem estabelecida. Dessamaneira, é de se supor que um ou maiselementos do SRAA esteja envolvidona patogênese da hipertensão arterialprimária. Assim, todas as proteínasque compõem o SRAA tiveram seusgenes codificadores estudados, sendoque o da renina foi o primeiro. Umacuidadosa análise, em Utah, do polimorfismodo gene da renina em umagrande população de irmãos, com altaprevalência de hipertensão arterialprimária, foi incapaz de demonstraralguma associação da renina com ahipertensão 6 . Outros trabalhos, conduzidosem outros países, também encontraramuma ausência de associaçãoda renina com a hipertensão humana 7 .A segunda importante proteína doSRAA é o angiotensinogênio, que podeinfluenciar diretamente os níveis deangiotensina II (AII) e conseqüentementeda pressão arterial. De fato,Walker et al. 8 demonstraram, em 550indivíduos, que os níveis plasmáticosde angiotensinogênio estavam associadosaos níveis de pressão arterial.A partir daí, a procura de polimorfismosdo gene do angiotensinogênio esuas associações com a hipertensãoarterial foi imediata. Em 1992, Jeunemaitreet al. 9 , estudando duas populaçõesdistintas, uma de Paris e outrade Salt Lake City, demonstraram umaforte associação de dois polimorfismosdo gene do angiotensinogênio e ahipertensão arterial humana. Tanto opolimorfismo T174M quanto o M235T,ambos na região exônica 2 (Figura 2),associaram-se à hipertensão arterialnas duas populações, em separado eem conjunto. Além dessa associaçãocom a hipertensão, o polimorfismoM235T determina os níveis plasmáticosde angiotensinogênio plasmático.Em camundongos transgênicos, osníveis plasmáticos de angiotensinogêniocorrelacionam-se com os níveispressóricos, semelhante aos achadosde Walker et al., em humanos. Muitosoutros trabalhos encontraram associaçãoentre o gene do angiotensinogênioe a hipertensão arterial primária,fazendo com que o angiotensinogênioseja hoje o mais promissor dos genes2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 241 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23- 287 bpFigura 1 – Representação esquemática da organização do gene da ECA. Osretângulos representam as regiões exônicas e as linhas representam as regiõesintrônicas. No íntron 16 pode ocorrer a ausência de 287 pares de bases nucléicas,determinando o genótipo D.Tavares A Rev Bras Hipertens vol 7(3): julho/setembro de 2000

239Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4 Ex 57 8 9 10 11 12 13 14 15T M (174) M T (235)Figura 2 – Representação esquemática da organização do gene do angiotensinogênio.Os retângulos representam as regiões exônicas e as linhas representam as intrônicas.Existem 15 polimorfismos conhecidos para o gene do angiotensinogênio, o 7 troca umaminoácido treonina (T) por um metionina (M) na posição 174 e o 9 faz a troca inversana posição 235.A partir desses estudos e de outros,parece que o SRAA tem participaçãocausal na HVE. Resta, no entanto,saber qual a influência do polimorfismoda ECA na geração de AII no miócitocardíaco e, talvez, estudar subpopulações,divididas de acordo com ogenótipo, para uma melhor análiseprospectiva da HVE.O SRAA e a doençacardíaca isquêmicado SRAA envolvidos na gênese dahipertensão arterial.Outros polimorfismos de outroscomponentes do SRAA, incluindo aECA e o receptor do subtipo AT 1 daangiotensina II, foram estudados, masnenhum deles, até o presente, mostrouse,como o angiotensinogênio, estarassociado à hipertensão arterial.O SRAA e a hipertrofiaventricular esquerdaA hipertrofia ventricular esquerda(HVE) é um importante preditor damorbidade e mortalidade cardiovasculares,sendo que a hipertensão é oseu principal fator causal. Apesar disso,a associação linear entre os níveispressóricos e a magnitude da hipertrofiaé de difícil demonstração. Tal fatodeve-se à ocorrência de outros fatorescausais que agem concomitantementeaos fatores hemodinâmicos. Assim,além da hipertensão, temos a obesidade,a resistência à insulina e osfatores genéticos que contribuem paraa gênese da HVE.Com a demonstração de que a AIIestimulava diretamente o crescimentode células musculares lisas de aortaem cultura, tanto em animais de experimentação10 , como em humanos 11 ,tornou-se evidente a possibilidade doSRAA participar do crescimento celularcardiovascular, independentementede suas ações hemodinâmicas.Shunkert et al. 12 procurando, então,demonstrar uma ligação genética doSRAA e a HVE, analisaram a presençade HVE eletrocardiograficamente emrelação ao polimosfismo (inserção/deleção) do gene da ECA, em umapopulação de caucasianos. Em umaprimeira análise, os autores encontraramque somente os homens, e não asmulheres, com genótipo DD tinhammais HVE que os ID e II. Posteriormente,e mais importante, os autoresencontraram que as mais fortes associaçõesdo genótipo DD e a HVE sedavam quando os níveis de pressãoarterial eram normais. Mais uma vez,não houve associação entre o polimorfismoda ECA e a hipertensãoarterial; e a falta de associação dogenótipo DD e a HVE nas mulheresfoi surpreendente. O fato da HVE tersido analisada pela eletrocardiografiatornou, de certa maneira, o estudolimitado. Em seguida, no entanto, Iwaiet al. 13 , estudando uma população bastantesemelhante, e analisando a HVEpela ecocardiografia, demonstraramuma forte associação entre o genótipoDD e a hipertrofia cardíaca, em ambosos sexos e, principalmente, naquelessintomáticos. Igualmente ao anterior,este estudo não encontrou qualquerassociação do polimorfismo da ECA edos níveis de pressão arterial.Tanto para a angina pectoriscomo para o infarto agudo do miorcárdio(IAM), existem dados da literaturaque suportam a idéia de que aAII contribui para o aparecimentodesses eventos. Dados obtidos de estudosin vivo demonstram que a AIIestimula, localmente, a geração deendotelina e de norepinefrina 14 , conhecidamenteoutros dois potentes vasoconstritores.Pode-se, assim, provocar,teoricamente, pela intensa vasoconstriçãolocal, a fissura de placas deateroma e conseqüentemente iniciarseo processo de agregação plaquetáriae trombose. Há, para isso, evidênciasde que a AII promove a liberação doinibidor do ativador de plasminogênio 15 ,impedindo a formação de uma dasvias fibrinolíticas.Como a geração de AII depende,em parte, dos níveis de ECA, é razoávelpensar que aqueles indivíduos que apresentamníveis maiores de ECA plasmática(genótipo DD) possam correrum maior risco para as doenças isquêmicas.Em um estudo multicêntrico,desenhado para se identificar possíveisfatores genéticos para o infarto domiocárdio, Cambien et al. 16 encontraramque os indivíduos com o genótipoDD apresentavam, significantemente,mais infartos que os seus controles. Aassociação com o polimorfismo da ECAfoi significante, principalmente, em umgrupo considerado de baixo risco, istoé, sem hipertensão e dislipidemia. NesseTavares A Rev Bras Hipertens vol 7(3): julho/setembro de 2000

240grupo, o risco relativo foi de 35% paraaqueles com genótipo DD, significantementemaior que o risco de 8% parao grupo todo. Esses resultados foramlogo contestados por outros dois estudos.No primeiro 17 , a falta de associaçãoentre o genótipo DD e o infarto domiocárdio poderia ser atribuída às diferençasdemográficas das populaçõesestudadas. Já no segundo 18 , Lindpaintneret al. estudaram uma população demédicos americanos, que teoricamenteformavam um grupo de baixo riscopara o infarto do miocárdio. As diferençasétnicas e demográficas entre aspopulações estudadas, mais uma vez,justificaram os resultados controversos.Com a perspectiva de que os indivíduosDD infartados teriam herdadoo risco de seus pais, outros trabalhosconfirmaram a associação do genótipoDD e o infarto do miocárdio, hipotetizandoque os pais desses indivíduosteriam também que apresentar umrisco maior. Nessa linha, um interessantetrabalho 19 estudou a freqüênciados genótipos da ECA em mais de 400crianças e em seus avós, para determinaruma possível associação do genótipodas crianças e infarto do miocárdio,morte e revascularização miocárdicade seus avós. As crianças com genótipoDD tinham um ou mais avós comhistória de eventos coronarianos, sendoque a freqüência de eventos para ogenótipo DD foi muito superior quepara DI ou II. O projeto Belfast Monica20 , pela comprovação por autópsia,também concluiu que o genótipo DD éum fator de risco para doença isquêmicado miocárdio. Coincidentemente,no entanto, nenhum indivíduo cominfarto comprovado pela autópsia apresentousinais de HVE.Embora haja certas controvérsiasem relação ao polimorfismo do geneda ECA e a doença isquêmica cardíaca,a maioria dos trabalhos que analisaramessa possibilidade demonstraramuma associação positiva entreesses dois parâmetros.O SRAA, a aterosclerosee o acidente vascularcerebralSemelhante às outras doenças cardiovasculares,a aterosclerose e o acidentevascular cerebral (AVC) sãoentidades cujas causas são multifatoriais,sendo que a aterosclerose acomete,principalmente, os médios e osgrandes vasos. Embora haja evidênciasde que a AII e a ECA possamparticipar diretamente na formaçãoda placa de ateroma, pela ativação devários fatores e crescimento, da hidróliseda substância P e da bradicinina,de suas propriedades hipertróticas eoxidantes, etc., o mecanismo da ateroscleroseé complexo e heterogênio.Portanto, torna-se extremamente difícildeterminar um fator genético causalque tenha uma maior participação, ouque seja fundamental para o início doprocesso.É razoável pensarmos que a participaçãodo SRAA, e, mais especificamente,da AII, no processo aterosclerótico,dependa mais do SRAA tecidualque do sistêmico. Imaginando-se, noentanto, que o polimorfismo da ECApudesse influenciar a formação de AIIlocal, alguns trabalhos foram desenhadosno sentido de verificar a associaçãoentre os genótipos DD, DI e II e aformação de placas de ateroma. Talvezo mais expressivo tenha sido de Ruiz etal. 21 que estudaram a associação dogene da ECA em pacientes diabéticos,tanto do tipo 1 como do tipo 2, e ateroscleróticos.Os autores encontraramuma forte associação do genótipo DD ea prevalência de placas de ateroma. Éinteressante observar que essa associaçãoocorreu em um grupo de pessoasque tinha muitos outros fatores de riscopara a aterosclerose, sugerindo que ofator genético tem papel relevante naformação da placa.Ao contrário, a associação do AVCe os genes que constituem o SRAAnão parece ocorrer. Catto et al. 22analisaram a freqüência dos alelosDD, DI e II em 467 indivíduos quetinham AVC e não encontraramnenhuma associação com qualquergenótipo da ECA. E, inversamente aosuposto, os indivíduos que eramportadores de AVC apresentarammenores níveis de ECA circulanteque os seus controles. Outro dadoimportante foi registrado na Finlândia 23 ,onde a incidência de AVC é muitoalta. Duzentos e trinta e quatro sobreviventesde AVC ou ataque isquêmicotransitório, com idade inferior a60 anos, foram investigados quanto aogenótipo do gene da ECA e à presençade placas de ateroma, nas artériascervicais, por meio de angiogramas.Não houve associação genética nemcom a presença de AVC, nem com apresença de placa de ateroma.ConclusõesA relação entre a fisiologia doSRAA e as diversas moléstias cardiovascularesestá longe de ser inteiramentecompreendida. No entanto, aolongo dos anos, têm surgido evidênciasde que o SRAA está, de alguma maneira,envolvido na fisiopatologia devárias doenças do sistema cardiocirculatório.Isso está atualmente demonstradopela indicação do bloqueiofarmacológico do SRAA em diversaspatologias cardiovasculares. Dessamaneira, é de extrema importânciaconhecermos mecanismos molecularesdos genes que compõe o SRAA,no sentido de obtermos marcadoresgenétidos, que possam identificargrupos de risco, e no desenvolvimentode novas drogas e da própria terapiagênica.É importante, no entanto, enfatizarque, ao contrário das doenças monogenéticas,as doenças cardiovascularesformam um grupo de doençascuja etiologia é complexa, derivada daTavares A Rev Bras Hipertens vol 7(3): julho/setembro de 2000

241combinação de vários genes que seinter-relacionam e que, ao mesmo tempo,interagem com outros múltiplosfatores ambientais. Essa complexidadede fatores, de inter-relações einterações torna o entendimento dosmecanismos fisiopatológicos difícil evagaroso. Assim, até o presente momento,em relação ao SRAA, temosque o polimorfismo do gene da ECA,que determina a variação dos níveiscirculantes da enzima, está associadoao IAM, à HVE e à aterosclerose,enquanto que o polimorfismo do genedo angiotensinogênio, que determinaos valores de angiotensionogênio circulantes,associa-se à hipertensão essencialhumana. A relação desses polimorfismoscom outras variações ecom os fatores ambientais ainda estápara ser determinada.AbstractPolymorphisms of the angiotensin-aldosteronesystem and cardiovascular diseasesCardiovascular diseases are responsible for the majorityof morbility and mortality rates in most countries. Amongseveral risk factors, including age, sex, hypertension, smoking,increased LDL cholesterol, decreased high-density HDLcholesterol, diabetes mellitus, sedentary lifestyle, obesity,and family history of premature heart disease, geneticfactors are thoght to play a role as well. Genetic polymorphismsin the human gene for the angiotensinogen have been foundto have a strong association with essencial hypertension.The insertion/deletion polymorphism in the angiotensin I-converting enzyme has shown to be in associantion withhigher risk for acute coronary events, sudden cardiac death,and hypertrophic cardiomyopathy. A intensive researcheffort should be done in order to identify a genetic markerand to develop new drugs for the treatment of cardiovasculardiseases.Keywords: Renin-angiotensin-aldosterone; Polymorphism; Cardiovascular.Rev Bras Hipertens 3: 237-42, 2000Referências1. Kannel WB. Bishop lecture. Contributionof the Framingham Study topreventive cardiology. J Am Coll Cardiol15: 206-11, 1990.2. Pfeffer MA, BrawnwaldE, Moye LA etal. Effect of captopril on mortality andmorbility in patients with left ventriculardysfunction after acute myocardialinfarction. Result of the survival andventricular enlargement trial. The SAVEInvestigators. N Engl J Med 327: 669-77,1992.3. The SOLVD investigators. Effect ofenalapril on mortality and the developmentof heart failure in asymptomatic patientswith reduced left ventricular ejectionfractions. N Engl J Med 327: 685-91, 1992.4. Hilbert P, Lindpainter K, Beckmann JSet al. Chromossomal mapping of two lociassociated with blood pressure regulationin hereditary hypertensive rats. Nature353: 521-9, 1991.5. Rigat B, Hubert C, Alhenc-Gelas F,Cambien F, Corvol P, Soubrier F. Aninsertion/deletion polymorphism in theangiotensin1-converting enzyme geneaccounting for half the variance of serumenzyme levels. J Clin Invest 86: 1343-6,1990.6. Soubrier F, Jeunemaitre X, Rigat B,Houat AM, Cambien F, Corvol P. Similarfrequencies of renin gene restrictionfragment lenght polymorphisms inhypertensive and normotensive subjects.Hypertension 16: 712-7, 1990.7. Naftilan AJ, Williams R, Burt D et al. Alack of genetic linkage of renin generestriction fragment lenght polymorphismswith human hypertension. Hypertension14: 614-8, 1989.8. Walker WG, Whelton PK, Saito H,Russell RP, Hermann J. Relation betweenblood pressure and renin, renin substrate,angiotensin II, aldosterone and urinarysodium and potassium in 574 ambulatorysubjects. Hypertension 1: 287-91, 1979.9. Jeunemaitre X, Soubrier F, KotelevtsevYV et al. Molecular basis of humanhypertension: role of angiotensinogen.Cell 71: 169-80, 1992.10. Geisterfer AA, Peach MJ, Owens GK.Angiotensin II induces hypertrophy,not hyperplasia, of cultured rat aorticsmooth muscle cells. Circ Res 62: 749-56, 1988.11. Campbell-Boswell M, Robertson Jr ALEffects of angiotensin II and vassopressinon human smooth muscle cells in vitro.Exp Mol Pathol 35: 265-76, 1981.12. SchunKert H, Hence HW, Holmer SR etal. Association between a deletion polymorphismof the angiotensin-convertingenzyme gene and left ventricular hypertrophy.N Engl J Med 330: 1634-8, 1994.13. Iwai N, Ohmichi N, Nakamura Y,Kinoshita M. DD genotype of theangiotensin-converting enzyme gene is arisk factor for left ventricular hypertrophy.Circulation 90: 2622-8, 1994.14. Khairallah PA. Action of angiotensin onadrenergic nerve endings: inhibition ofnorepinephrine uptake. Fed Proc 31:1351-7, 1972.15. Ridker PM, Gaboury CI, Conlin PR,Seely EW, Williams GH, Vaughan DE.Stimulation of plasminogen activationinhibitor in vivo by infusion ofangiotensin II. Evidence of a potencialinteraction between the renin-angiotensinTavares A Rev Bras Hipertens vol 7(3): julho/setembro de 2000

242system and fibrinolytic function.Circulation 87: 1969-73, 1993.16. Cambien F, Poirier O, Lecerf L et al.Deletion polymorphism in the gene forangiotensin-converting enzyme is apotent risk factor for myocardialinfarction. Nature 359: 641-4, 1992.17. Bohn M, Berge KE, Bakken A, ErikssenJ, Berge K. Insertion/deletion [I/D]polymorphism at the locus for angiotensinI-converting enzyme and myocardialinfarction. Clin Genet 44: 292-7, 1993.18. Lindpaintner K, Pfeffer MA, Kreutz Ret al. A prospective evaluation of anangiotensin-converting enzyme genepolymorphism and the risk of ischemicheart disease. N Engl J Med 332: 706-11,1995.19. Badenhop RF, Wang XL, Wildken DE.Angiotensin-converting enzyme genotypein children and coronary events in theirgrandparents. Circulation 91: 1655-8, 1995.20. Evans AE, Poirier O, Kee F et al. Polymorphismsof the angiotensin-convertingenzyme gene in subjects who die fromcoronary heart disease. Q J Med 87: 211-4, 1994.21. Ruiz J, Blanche H, Cohen N et al. Insertion/delitionpolymorphism of the angiotensin-convertingenzyme gene is stron-gly associated with coronary heart diseasein non-insulin-dependent diabetesmellitus. Proc Natl Acad Sci USA 91:3662-5, 1994.22. Catto A, Carter AM, Barrett JH et al.Angiotensin-converting enzyme insertion/deletionpolymorphism and cerebrovasculardisease. Stroke 27: 435-40,1996.23. Aalto-Setala K, Palomaki H, MiettinemH et al. Genetic risk factors and ischaemiccerebrovascular disease: role of commonvariation of the genes encoding apolipoproteinsand angiotensin-convertingenzyme. Ann Med 30: 224-33, 1998.Tavares A Rev Bras Hipertens vol 7(3): julho/setembro de 2000