Análise de polimorfismos dos genes de enzimas de metabolização de detoxificação em doenças inflamatórias crônicas

Abstract

A doença inflamatória intestinal (DII) e a esclerose sistêmica (ES) são doenças inflamatórias crônicas de difícil diagnóstico e tratamento. A etiologia da DII e da ES ainda não é completamente compreendida, mas sabe-se que fatores genéticos, imunológicos e ambientais estão envolvidos na sua patogênese. A DII possui dois principais subtipos clínicos: a doença de Crohn (DC) e a retocolite ulcerativa (RCU), caracterizados pela inflamação do intestino delgado e/ou cólon. Evidências sugerem que o aumento do estresse oxidativo desempenha um papel importante na fisiopatologia da DII. A ES é uma doença inflamatória autoimune rara, caracterizada pela fibrose progressiva da pele e de órgãos internos. A hipótese de que o aumento do dano oxidativo pode iniciar o dano vascular e desencadear os eventos patológicos observados na ES vem sendo investigada. Genes e enzimas envolvidos na metabolização (Fase I) e detoxificação (Fase II) de xenobióticos são utilizados como marcadores de susceptibilidade para o desenvolvimento de doenças que possuem fatores ambientais como fatores de risco. Em uma reação de Fase I, as enzimas do Citocromo P450 (CYP) inserem um átomo de oxigênio em um substrato deixando-o eletrofílico e reativo, criando um sítio para posterior conjugação pelas enzimas de Fase II. As enzimas Glutationa S-tranferases (GST) de Fase II catalisam a conjugação da glutationa com uma grande variedade de compostos eletrofílicos, detoxificando substâncias endógenas e exógenas. A atividade catalítica aumentada das enzimas CYP, bem como a falha na detoxificação de metabólitos pelas GST pode contribuir para o aumento do estresse oxidativo. O objetivo deste estudo foi investigar o papel de polimorfismos nos genes que codificam enzimas de metabolização (CYP1A*2C e CYP2E1*5B) e detoxificação (GSTT1 nulo, GSTM1 nulo e GSTP1 Ile105Val) na susceptibilidade a estas doenças. O grupo de pacientes com DII era constituído por 235 indivíduos e o grupo controle por 241 indivíduos, todos eurodescendentes. Na ES, 122 pacientes (99 eurodescendentes e 23 afrodescendentes) e 329 controles (241 eurodescendentes e 87 afrodescendentes) foram analisados. Os polimorfismos CYP foram genotipados por PCR-RFLP, enquanto que os polimorfismos em GSTT1 e GSTM1 foram genotipados por PCR multiplex e PCR-RFLP para GSTP1. As frequências alélicas e genotípicas foram comparadas entre pacientes e controles usando o teste de Qui-Quadrado. A respeito dos resultados das análises em DII, as frequências alélicas e genotípicas dos polimorfismos CYP1A1*2C, CYP2E1*5B e GSTP1 Ile105Val, bem como as frequências genotípicas do polimorfismo de presença/ausência de GSTM1, foram similares nos três grupos de pacientes (DII, DC e RCU) quando comparados ao grupo controle (P>0,05). Observouse uma frequência significativamente aumentada do genótipo nulo de GSTT1 no grupo de pacientes com DII quando comparado ao grupo controle [0,28 vs 0,18; χ² com Yates P=0,02; OR=1,71 (IC 95% 1,09 –2,71)]. Quando separamos o grupo de pacientes em DC ou RCU, esta frequência permaneceu significativamente aumentada somente no grupo de pacientes com RCU comparado ao grupo controle [0,29 vs 0,18; χ² com Yates P=0,035; OR=1,84 (IC 95% 1,03 –3,24)]. Com relação aos resultados das análises na ES, uma frequência significativamente aumentada do genótipo *1A/*1A (P=0,03; 0,74 vs. 0,61) e do alelo *1A (P=0,013; 0,86 vs 0,78; OR=0,57, IC 95% 0,36–0,90) do polimorfismo CYP1A1*2C foi observada entre os indivíduos controles eurodescendentes. Em contrapartida, a frequência do alelo *2C estava significativamente aumentada entre os pacientes de mesma etnia (P=0,013; 0,22 vs 0,14; OR=1,75, IC 95% 1,11–2,74). Com relação às frequências alélicas e genotípicas dos polimorfismos CYP2E1*5B e GSTP1 Ile105Val, e as frequências genotípicas do polimorfismo de presença/ausência de GSTM1, nenhuma diferença significativa foi observada quando os grupos de pacientes de ambas as etnias foram comparados aos grupos controle (P>0,05). Uma frequência significativamente aumentada do genótipo nulo de GSTT1 [0,29 vs 0,18; χ² com Yates P=0,035; OR=1,85 (IC 95% 1,03–3,29)], bem como uma alta frequência da dupla deleção de GSTT1/GSTM1 [0,19 vs 0,08; χ² com Yates P=0,007; OR=2,62 (IC 95% 1,25 –5,46)], foi observada no grupo de pacientes comparado aos controles (eurodescendentes). Estas associações não se repetiram entre indivíduos afrodescendentes. Concluindo, nossos resultados sugerem que o genótipo nulo de GSTT1 está associado à susceptibilidade a DII e pode influenciar na definição do curso da doença para a RCU. Além disso, o genótipo nulo de GSTT1 sozinho ou em combinação com o genótipo nulo de GSTM1 é um fator genético de susceptibilidade para a ES, enquanto que o genótipo *1A/*1A ou a presença do alelo *1A do polimorfismo CYP1A1*2C pode exercer um papel protetor contra o desenvolvimento da ES em indivíduos eurodescendentes.

Inflammatory bowel disease (IBD) and systemic sclerosis (SSc) are chronic inflammatory diseases of difficult diagnosis and treatment. The etiology of IBD and SSc is not completely understood but it is known that genetic, immunologic and environmental factors are involved in its pathogenesis. Crohn’s disease (CD) and ulcerative colitis (UC) are the two major subtypes of IBD, characterized by inflammation of the small intestine and/or colon. Evidences suggest that the increase of oxidative stress plays an important role in the pathophysiology of IBD. SSc is a rare autoimmune inflammatory disease of the connective tissue characterized by progressive fibrosis of the skin and internal organs. The hypothesis that the increase of oxidative stress can initiate vascular damage and triggers the pathological events in SSc has been investigated. Genes and enzymes involved in metabolism (Phase I) and detoxification (Phase II) of xenobiotics are used as markers of susceptibility to the development of diseases that have environmental factors as risk factors. In a Phase I reactions, the Cytochrome P450 (CYP) enzymes insert an oxygen atom in a substrate that making it more electrophilic and reactive, and creating a site for subsequent conjugation by Phase II enzymes. Phase II Glutathione S-transferases (GSTs) enzymes catalyze the conjugation of glutathione with a variety of electrophilic compounds, detoxifying endogenous and exogenous substances. A higher catalytic activity of CYP enzymes, as well as the failure in detoxifying of metabolites by GST enzymes may to contribute for the increase of oxidative stress. The aim of this study was investigated the role of polymorphisms in genes coding Phase I enzymes (CYP1A*2C and CYP2E1*5B) and Phase II (GSTT1 null, GSTM1 null and GSTP1 Ile105Val) in susceptibility to these diseases. IBD group was constituted by 235 patients and the control group by 241 individuals, all European-derived. In SSc group, 122 patients (99 European-derived and 23 African-derived) and 329 controls (241 European-derived and 87 African-derived) were analyzed. The CYP polymorphisms were genotyped by PCR-RFLP, whereas polymorphisms in GSTM1 and GSTT1 were genotyped by multiplex PCR and PCRRFLP for GSTP1. Allelic and genotypic frequencies were compared between patients and controls using the Chi-square test. Concerning IBD, allelic and genotypic frequencies of CYP1A1*2C, CYP2E1*5B and GSTP1 Ile105Val polymorphisms, as well as genotypic frequencies of GSTM1 presence/absence polymorphism were similar in all groups patients (IBD, CD, and UC) and controls (P>0.05). We observed a significantly increased frequency of GSTT1 null genotype in IBD group as compared to controls [0.28 vs. 0.18, χ ² with Yates P=0.02, OR=1.71 (95% CI 1.09 – 2.71)]. When patients were classified in CD or UC group, this frequency remained significantly increased only among UC patients [0.29 vs. 0.18, χ ² with Yates P=0,035, OR=1.84 (95% CI 1.03 – 3.24)] as compared to controls. Regarding results in SSc, a frequency significantly increased of *1A/*1A genotype (P=0.03; 0.74 vs. 0.61) and *1A allele (P=0.013; 0.86 vs 0.78; OR=0.57, 95% CI 0.36–0.90) from CYP1A1*2C polymorphism was observed among European-derived controls. On the other hand, the frequency of *2C allele was significantly increased among patients of same ethnic group (P=0.013; 0.22 vs 0.14; OR=1.75, 95% CI 1.11–2.74). The allelic and genotypic frequencies of CYP2E1*5B and GSTP1 Ile105Val polymorphisms, as well as genotypic frequencies of GSTM1 presence/absence polymorphism were similar between SSc patients and controls of both ethnic groups (P>0.05). We observed a significantly increased frequency of GSTT1 null genotype [0.29 vs. 0.18, χ ² with Yates P=0.035, OR=1.85 (95% CI 1.03–3.29)], as well as an increased frequency of GSTT1/GSTM1 double-null in SSc patients as compared to controls [0.19 vs. 0.08; χ ² with Yates P=0.007, OR=2.62 (95% CI 1.25 – 5.46)]. These associations were exclusive to European-derived individuals. In conclusion, our results suggest that the GSTT1 null genotype is associated with susceptibility to IBD and may influence in defining the course of the disease for RCU. Furthermore, the GSTT1 null genotype alone or combined with GSTM1 null genotype is a susceptibility genetic factor to SSc, while the *1A/*1A genotype or the presence of *1A allele from CYP1A1*2C polymorphism may plays a protector role in SSc development in Brazilian Europeanderived individuals.