52.3.1.2 Gen de la enzima convertidora de angiotensina I (OMIM +106180)
La enzima convertidora de angiotensina I (ECA) es una metaloproteasa de zinc cuyas funciones principales son convertir la angiotensina I en angiotensina II e inactivar la bradiquinina. Se supone que este paso del sistema renina-angiotensina no es limitante en el plasma y, de hecho, no hay indicios de que los niveles de ECA en plasma estén directamente relacionados con los niveles de presión arterial. Sin embargo, la generación local de angiotensina I y la degradación de una bradicinina pueden depender del nivel de ECA expresado en los tejidos. La clonación molecular del ADNc de la ECA endotelial humana reveló que la enzima consta de dos dominios altamente homólogos y funcionalmente activos, resultado de la duplicación del gen (96). La organización del gen de la ECA humana (17q23) proporciona más apoyo a la duplicación de un gen ancestral (99). Ong et al. han descubierto recientemente que los ratones que carecen del dominio N de la ECA tienen una mayor respuesta a la hipertensión inducida por la angiotensina-II, un aumento de las citoquinas inflamatorias y protección contra la fibrosis pulmonar inducida por la bleomicina (100,101). Existen dos promotores de la ECA, un promotor somático localizado 5′ al primer exón del gen y un promotor germinal intragénico localizado 5′ al ARN mensajero específico de la ECA testicular (99,102,103). Los dos promotores alternativos de la ECA presentan especificidades celulares muy contrastadas, ya que el promotor somático es activo en los tipos de células endoteliales, epiteliales y neuronales, mientras que el promotor testicular sólo es activo de forma específica en las células germinales masculinas (102). Se cree que la concentración plasmática de ECA refleja el nivel de la síntesis de la enzima a nivel somático. Bernstein et al. han hecho muchos descubrimientos en este ámbito, dilucidando tanto las funciones tradicionales como las no tradicionales de la ECA (14,104-107).
Para un genetista, una de las grandes ventajas de la concentración plasmática de ECA como marcador genético es su gran variación interindividual (de 1 a 8 en los extremos de la distribución) y su reproducibilidad cuando se mide repetidamente en un sujeto determinado (108). Esta importante variabilidad interindividual se debe, en gran parte, a un importante efecto genético, como demostraron Cambien y cols. en un estudio de población familiar, en el que hubo una semejanza intrafamiliar entre los niveles plasmáticos de ECA que representaban aproximadamente el 30% y el 75% de la varianza de la ECA en los padres y en la descendencia, respectivamente (109). El papel de la ECA en el control genético de la ECA plasmática se evaluó mediante un polimorfismo de la ECA consistente en la presencia o ausencia de un fragmento de ADN de 287 pares de bases (inserción/deleción) (110). En esta observación seminal de 80 sujetos sanos, Rigat et al. mostraron que los sujetos DD tenían un nivel de ECA inmunorreactiva casi dos veces mayor que los pacientes homocigotos para el alelo I, mientras que los pacientes heterocigotos tenían un nivel de ECA intermedio. Este polimorfismo I/D explicaba el 47% de la varianza total de la ECA en suero, lo que demuestra que el locus de la ECA desempeña un papel importante en la determinación de los niveles de ECA en suero (110). Al igual que en el suero, los niveles de ECA en los linfocitos T son significativamente mayores en los pacientes homocigotos para el alelo D que en los demás sujetos (111). El polimorfismo I/D de la ECA no está directamente implicado en la regulación genética de la ECA sérica y tisular, y aún no se ha encontrado la variante causante del aumento de la ECA; de hecho, otro estudio que combinaba el análisis de segregación y vinculación en 98 familias nucleares sanas mostró que el polimorfismo I/D de la ECA es sólo un marcador neutro en fuerte desequilibrio de vinculación con la variante funcional putativa (112). El grupo de Soubrier realizó un amplio estudio de ocho nuevos polimorfismos en 95 familias nucleares sanas (113). Tras el ajuste por el polimorfismo I/D, todos los polimorfismos del grupo 5′ seguían estando significativamente asociados a los niveles de ECA, lo que sugería la existencia de dos loci de rasgos cuantitativos que actuaban de forma aditiva sobre los niveles de ECA y que explicarían el 38% y el 49% de la varianza de la ECA en los padres y la descendencia, respectivamente. Más recientemente, Rieder et al. analizaron la secuencia genómica completa de la ECA de 11 individuos, lo que representa la exploración contigua más larga (24 kb) para la variación de la secuencia en el ADN humano. Identificaron 78 sitios variables en 22 cromosomas que se resolvieron en 13 haplotipos distintos; 17 de estos cromosomas estaban en desequilibrio de vinculación absoluto con el polimorfismo I/D de la ECA, produciendo dos clados distintos y distantemente relacionados y sugiriendo que la variante causal debería estar localizada dentro de la parte 3′ del gen (114).
La observación de que los niveles plasmáticos de la ECA están bajo el control directo de la variación genética de la ECA, junto con el papel de la enzima ECA en dos cascadas enzimáticas principales (sistema renina-angiotensina y sistema calicreína-quinina) en la fisiología cardiovascular, hizo que el polimorfismo I/D de la ECA se convirtiera rápidamente en uno de los marcadores más populares analizados en las enfermedades cardiovasculares. Las primeras exploraciones del genoma, realizadas en una población de ratas F2 generada a partir de ratas espontáneamente hipertensas y ratas genéticamente hipertensas normotensas, hicieron aún más atractiva esta hipótesis (115,116). Ambos grupos de investigadores hallaron un vínculo significativo entre la hipertensión por carga de NaCl y un locus génico en el cromosoma 10 de la rata que contenía el locus de la ECA y contribuía hasta en un 20% a la varianza de la presión arterial bajo una ingesta elevada de sal. Desde entonces se han llevado a cabo varios cientos de estudios, comunicados y no comunicados (85,87,88). Resumimos aquí sólo algunos de los principales hallazgos utilizando la ECA como gen candidato para la hipertensión esencial humana.
Un estudio de asociación que comparaba una población australiana normotensa y otra hipertensa con dos padres hipertensos mostró una asociación de la hipertensión con un polimorfismo de la ECA (117). De hecho, la diferencia significativa entre el genotipo I/D se originó sólo en un subgrupo de pacientes de 50 años o más, en los que el genotipo D era menos frecuente que en los normotensos. Este hallazgo se interpretó como debido a un sobreriesgo de eventos cardiovasculares en los pacientes hipertensos portadores del alelo D (118). Harrap et al. investigaron la distribución del polimorfismo del gen I/D de la ECA descrito anteriormente en adultos jóvenes con una predisposición genética contrastada a la hipertensión arterial (el «enfoque de las cuatro esquinas») (119,120). Los adultos jóvenes con presión arterial alta y dos padres con presión arterial alta no mostraron ninguna diferencia significativa en las frecuencias alélicas I/D de la ECA cuando se compararon con adultos de la misma edad pero con presión arterial baja y sin predisposición genética a la presión arterial alta. Otros estudios de asociación también fueron negativos (121,122). En una gran serie de pares de hermanos hipertensos de Utah, no surgió ninguna evidencia de vinculación entre la hipertensión y un marcador polimórfico del gen de la hormona del crecimiento en completo desequilibrio de vinculación con la ECA (123).
Sin embargo, algunos estudios sugirieron que la ECA podría influir en la variabilidad de la presión arterial de forma específica para cada sexo. En un análisis de regresión logística de 3.095 participantes en el Framingham Heart Study, las odds ratio ajustadas para la hipertensión entre los hombres para los genotipos DD y DI fueron de 1,59 y 1,18, respectivamente, frente a II, donde no se observó ningún efecto en las mujeres (124). Fornage y sus colaboradores también observaron resultados positivos en el análisis de una gran muestra de base poblacional de 1.488 hermanos con una edad media de 15 años y pertenecientes a la generación más joven de 583 pedigríes de tres generaciones obtenidos al azar en Rochester, Minnesota (125). En los análisis específicos por sexo, la variación genética en la ECA y sus alrededores explicaba hasta el 35% de la variación interindividual de la presión arterial en los varones, pero no en las mujeres. Por último, Julier et al. llevaron a cabo un análisis de pares de hermanos afectados en familias francesas y del Reino Unido, basándose en el hecho de que uno de los principales loci de presión arterial en las cepas de ratas hipertensas se encuentra en el cromosoma 10, una región homóloga al cromosoma 17 humano (126). Se encontraron pruebas significativas de vinculación cerca de dos marcadores de microsatélite estrechamente vinculados, D17S183 y D17S934, que residen 18cM proximal a la ECA en la región homóloga (126). En conjunto, estos resultados sugieren que la variación genética de la ECA no desempeña un papel importante en la variación de la presión arterial en la población en general, pero que podría influir en la variación de forma específica del sexo o indirectamente por su papel en diferentes tejidos (riñón, corazón, vasos) (85,87,88).