Biologia Molecular e Genética

Pós-Graduação Lato-Sensu
Biologia Molecular e Genética em Ciências da Saúde
Aspectos Genéticos do
Metabolismo Lipídico nas
Doenças Cardiovasculares
Dorotéia Rossi Silva Souza
Abril/2009
Conteúdo
1. Doenças cardiovasculares:
aspectos epidemiológicos
2. Lipídios fisiologicamente
importantes
3. Transporte de lipídios:
lipoproteínas
4. Metabolismo de lipídios: vias
exógena e endógena
5. Transporte reverso do colesterol
6. Bases genéticas de alterações
lipídicas
7. Biologia molecular: perspectivas
10%
5,5 milhões
AVC
DCV  lideram
causas de morte
13%
7,2 milhões
DAC
Total de
Mortes
57 milhões
Morte Global
DCV/ano/idade
DAC
OMS, 2002
DAC
AVC
AVC
Mortalidade por Doenças Cardiovasculares
Principais capitais brasileiras x outros países
(por 100.000 habitantes)
Finlândia
Hungria
Inglaterra
Porto Alegre
Rio de Janeiro
Curitiba
Polônia
São Paulo
Austrália
Estados Unidos
Recife
Natal
França
Japão
489,5
445,8
419,0
402,2
400,1
389,3
328,9
306,2
305,8
303,4
274,7
206,2
120,6
44,2
Lotufo, PA. RSCESP 6:541-7,1996.
Mortalidade por Doenças Cardiovasculares
Principais capitais brasileiras x outros países
por 100.000 habitantes
Rio de Janeiro
Curitiba
Campo Grande
Hungria
Porto Alegre
Inglaterra
São Paulo
Recife
Austrália
Estados Unidos
Finlândia
Belém
Polônia
Portugal
143,2
135,4
133,9
131,4
123,8
114,2
107,7
100,0
89,7
89,1
87,9
80,3
56,2
37,5
Lotufo, PA. RSCESP 6:541-7,1996.
Doenças Cardiovasculares no Brasil
300.000 óbitos / ano
820 óbitos / dia
1 evento fatal a cada 2 minutos !!
Lotufo, PA. RSCESP 6:541-7,1996
50’s  Fenômeno Demográfico
Envelhecimento Populacional*
Doenças Crônico-Degenerativas:
Cardiovasculares
2005  17,5 milhões de mortes p/ DCV – 30% do total
7,6m. IM
5,7m. AVC
2015  20 milhões de mortes por DCV/ano
Desafio da Epidemiologia (baseada no
controle das doenças infectocontagiosas)  Entender processos
etiológicos e fatores ambientais 
evolução dessas doenças na população
*< Taxa de Fecundidade e Mortalidade Infantil
Detecção de 
 Diversos FR
 Interação Genética-FA
Cruz IBM. Revista Peruana de Medicina, 2003.
Doença Coronariana  Risco Cumulativo
Idade
(anos)
♀
♂
70
15%
30%
90
30%
48%
DAC é uma doença apenas de idade avançada ?
≈ 8% dos casos  DAC antes dos 50 anos!
Impacto em famílias e na economia.
Scheuner M. Curr Opin cardiol, 16:251-260, 2001.
Aterosclerose  Uma Doença Multifatorial
Diabetes
Dislipidemia
Tabagismo
Aterosclerose
Hipertensão
Sobrepeso
Sedentarismo
História Familial de DAC ou IAM
Um dos fatores de risco independentes mais significativos!!
Wang Q. Curr Opin Cardiol, 20:182-188, 2005
Fruchart JC. Handbook of dyslipidemia and atherosclerosis.Paris:Elsevier Science Limited, 2002.
Características da História Familial 
Suscetibilidade Genética para DAC
 Início precoce da coronariopatia  < 60 anos
 Doença de múltiplos vasos
 Refratariedade à modificação dos FR convencionais
 HF de coronariopatia, especialmente de ♀ afetadas
 HF de doenças relacionadas: diabetes, HA, AVC, dislipidemias, SM
(sugerindo bases genéticas)  34% dos casos de coronariopatia
Confiabilidade da HF?
HF de DAC: Sensibilidade  67% a 85%
Especificidade  ≈ 90%
HF +  Pode ser geralmente usada com alto grau de confiabilidade 
Identifica indivíduos com risco aumentado de desenvolver DAC
(verificar relatórios médicos e certidão de óbito)
Scheuner M. Curr Opin Cardiol,16:251-251-260, 2001
Quanto de uma doença é
geneticamente influenciada e
quanto é ambientalmente
influenciada ?
Resposta implica em ... 
Desenvolvimento de estratégias
de prevenção, diagnóstico e
intervenção clínica.
Desenvolvimento de áreas de
pesquisa com participação
significativa da genética !!
Cruz IBM. Revista Peruana de medicina, 2003.
Base Genética para DAC
?
Estudos de Famílias e Gêmeos
*Modelos animais
Estudos de associação caso-controle
de genes candidatos
* Elimina problemas de heterogeneidade genética e
influências ambientais.
* Associação de genes  Identificação de genes candidatos
para estudo em famílias
Risco de IAM/DAC  Suscetibilidade Familial
Risco relativo
de morte em 10 anos
8,1
Gêmeos Monozigóticos
(compartilham todos os
genes)  concordância
de uma característica X
Gêmeos Dizigóticos
Dinamarca  8.000
2,6
1,5-2
pares de gêmeos 
Controles da
população
Concordância de morte
por DAC:
Gêmeos
Mon.
Gêmeos 1 irmão
Diz.
afetado
Pai ou mãe
afetado
♂
♀
Monoz. 39%
44%
Dizig.
14%
26%
Mayer B et al. Clin Res Cardiol, 96:1-7, 2007; Scheuner M. Curr Opin Cardiol, 16:251-251-260, 2001.
DAC  Razão de Risco
Colorado (EUA) N = 207Br- Infarto do Miocárdio <55 anos X 621C
Confirma caráter multifatorial de DAC!
Nora JJ et al. Circulation, 61: 503-508, 1980.
DAC e Infarto do Miocárdio  Doenças Complexas
Muitos fatores genéticos e ambientais e interação entre eles
Indivíduos com > no. de FR Ambientais e Genéticos 
> risco ainda jovem
Scheuner M. Curr Opin Cardiol, 16:251-260, 2001.
Fatores de Risco Vasculares, Ambientais e Genéticos
Fatores de Suscetibilidade  Doença Poligênica Multifatorial
Mayer B et al. Clin Res Cardiol, 96:1-7, 2007.
Como os indivíduos de uma determinada população variam
em termos de colesterol, pressão arterial...
Variabilidade Genética
Qual é a força da *herdabilidade na
População Brasileira?
Variável
Circ.
abdominal
Glicemia de
jejum
TG
HDLc
PA
SM
H2 %
35,27
Valor P
<0,0001
49,37
<0,0001
21,67
37,46
37,01
14,64
<0,0001
<0,0001
<0,0001
0,0285
* H2 =
proporção de
variação
fenotípica
total
explicada por
efeitos
genéticos
Por ex: ≈ 38% da variab.de HDLc é explicado por variáveis genéticas.
Segre A, 05136-DVD 44-XXIX Cong. SOCESP, 2008.
Herdabilidade de DAC
63%  em famílias com a
doença precocemente,
incluindo famílias com
formas monogênicas de
hiperlipoproteinemias
90 – 100%  Famílias com
DAC < 46 anos
15 – 30%  casos + tardios
Rissanen AM. Am J Cardiol, 44: 60-66, 1979; Nora JJ et al. Circulation, 61: 503-508, 1980;
Scheuner M. Curr Opin Cardiol,16:251-251-260, 2001
Metabolismo Lipídico
Apolipoproteína (a) [Lp(a)]
Apolipoproteína B
Apolipoproteína E
Proteína de transferência do éster de colesterol
Receptor LDL
Lipase lipoproteíca
Paraonase
Regulação da Pressão Arterial
Angiotensinogênio
Receptor do angiotensinogênio II Tipo 1
Enzima conversora do angiotensinogênio
Metabolismo da Homocisteína
Cistationina beta sintase Metilenotetrahidrofolato redutase
Trombose
Fator II (Protrombina)
Fator V (Fator V Leiden)
Fator VII
Fibrinólise
Fibrinogênio
Inibidor do ativador de plasminogênio – 1
Função Plaquetária
Glicoproteína IIIa
Função Endotelial/Resposta inflamatória
Molécula de adesão endotelial de leucócito
Óxido nítrico sintase endotelial
Outros
Loco para Ataxia telangiectasia
Loco para síndrome de Werner
Álcool desidrogenase Tipo 3
Deaminase monofosfato adenosina
Scheuner M., 2001
LIPÍDIOS !!!!
Morte
Precoce
Interesse de várias áreas
biomédicas
LIPÍDIOS ?
Substância insolúvel em água !
Todas as substâncias que por hidrólise fornecem * ácidos
carboxílicos
Barbosa AL. Dicionário de Química, 1999
Grupo heterogêneo de compostos relacionados por suas
propriedades comuns de serem: relativamente insolúveis em
água e solúveis em solventes orgânicos como éter,
clorofórmio e benzeno Mayes PA. In: Murray RK et al. Harper: Bioquímica, 1998
* Cadeia de hidrocarbonetos + grupo carboxila (COOH)
R-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-C O
OH
Grupamento funcional
que caracteriza os ácido
carboxílicos
Lipídios biologicamente relevantes do ponto de vista
fisiológico e clínico
Triglicerídeos
Ácidos Graxos
Ác. Graxo Saturado
Ác. Graxo Insaturado
Fosfolipídeos
Esteróides
LIPÍDIOS  FUNÇÕES
* Componentes estruturais das m. celulares
* Substância de reserva energética - fonte de energia (cada grama de
gordura fornece 9Kcal)
* Veículo das vitaminas lipossolúveis (A,D,E,K)
* Síntese de esteróides, hormônios sexuais (testosterona, estrogênio),
prostaglandinas e sais biliares
* Reguladores térmicos de tecido subcutâneo e órgãos (equilibram
a T corporal por serem maus condutores de calor)
* Proteção contra choques (envoltório de alguns órgãos)
* Sensação de saciedade, espaçando o tempo de refeições
* Confere sabor e aroma aos alimentos
FONTES DE LIPÍDIOS
EXÓGENA
ENDÓGENA
> Fígado
LIPOPROTEÍNAS
Livre
www.saludvascular.es,2007.
Subclasses de Lipoproteínas
Quilomícron
Densidade (g/ml)
0.95
VLDL
1.006
IDL
Quilomícron
1.02
remanescente
LDL
1.06
1.10
1.20
HDL2
Lp(a)
HDL3
5
10
20
40
60
Diâmetro (nm)
80
1000
Composição das Lipoproteínas
%
100
80
Prot
60
Fosf
40
Trig
Col
20
0
Qm
VLDL
LDL
HDL
Lipoproteínas  Aspecto microscópico
Quilomicrons
Lehninger,2002
Classificação das Apolipoproteínas
Apolipoproteína
PM (Da)
Apo A-I
Lipoproteína
Associada
Quilomícrons, HDL
(29.016)
Apo A-II
Principal proteína da
HDL e ativa LCAT
Quilomícrons , HDL
Aumenta a atividade da
lipase hepática
Quilomícrons , HDL
Ativação da LCAT
(17.400)
Apo A-IV
Função
(46.000)
Apo A-V
(39.000)
Quilomicrons, VLDL
e HDL
Pode modular síntese
hepática intracelular
e ou secreção de VLDL.
Associa-se com
variações de TG
Classificação das Apolipoproteínas
Apolipoproteína
PM (Da)
Apo B-48
Lipoproteína
Associada
Quilomícrons
(241.000)
Apo B-100
VLDL, IDL, LDL
(513.000)
Apo C-I
( 7.600)
Apo C-II
(8.916)
Apo C-III
(8.750)
Função
Estrutura do Qm; não se
liga ao receptor B/E
Principal proteína da LDL,
Liga-se ao receptor B/E
Quilomícrons, VLDL
DL e HDL
Pode ativar a LCAT
Quilomícrons, VLDL
IDL e HDL
Cofator da lipase
lipoprotéica
Quilomícrons,VLDL
IDL e HDL
Inibe a lipase
lipoprotéica
Classificação das Apolipoproteínas
Apolipoproteína
PM (Da)
Apo D
Lipoproteína
Associada
HDL
(20.000)
Apo E
(34.000)
Transferência ésteres
de colesterol (CETP)
Qmr, VLDL,
IDL e HDL
Apo (a)
Lp(a)
(300.000-800.000)
(19 alelos diferentes)
Apo H
(50.000)
Função
Quilomícrons
LDL
Liga-se ao receptor B/E
Forma um complexo com a apo B-100
semelhante ao plasminogênio;
associado a alto risco para a doença
coronariana e acidentes vasculares
Metabolismo de triglicérides
Propriedades Básicas das Lipoproteínas
Dr. Peter Libby
Chefe de Medicina Cardiovascular
Brigham and Women’s Hospital
Animações Cardiovasculares - Pfizer
Transporte de Lipídios
Nesse mecanismo estão envolvidos
processos de:
 Síntese
 Modificação enzimática
 Troca de lipídios entre as lipoproteínas
 Captação por receptores
 Metabolismo
Catabolismo
Vias Exógena e Endógena
Metabolismo dos Lipídios
Via Exógena  Transporte de lipídios dietéticos do intestino
para o fígado.
Via Endógena  Transporte de lipídios sintetizados no fígado
(hepatócitos) para tecidos periféricos.
Transporte Reverso do Colesterol  Via de remoção do colesterol dos
tecidos periféricos para o fígado
Triglicérides
Metabolismo de Lipídios da Dieta
Lipase pancreática
B-Monoacilglicerol
Diacilglicerol
Ácido Graxo
Estômago
Estômago
Duodeno
Pâncreas
Ácido Graxo Acil
Intestino
Grosso
Intestino
Delgado
Monoacilglicerol
Triglicérides
Triglicerídeo
Colesterol
Proteína
Quilomicrons
Ducto
Pancreático
Duodeno
Apoproteína
Diacilglicerol
Linfo Ducto
Células epiteliais da
parede do intestino
Garret RH, Grisham CM. Biochemistry. Orlando: Saunders College Publishing, 1995.
Quilomicrons
Triglicérides e
Ester de colesterol
Transporte, Síntese e Metabolismo
de Lipídios
CII
B
E
LPL
LH
QM
Rem. QM
Rec.
QM
Rem. QM
Rec. SR B1
LDL
CII
LDL
LH
IDL
LPL
B
E
VLDL
AII
Rec.
LDL
Célula
periférica
ABC A1
AI
HDL
Adaptado de: Am J Clin Nutr 2000;72(suppl):1275S–84S
Sierra ID. Elevando o HDL-C:Qual a melhor estrategía? Congresso
PanAmericano de Aterosclerose,Campos de Jordão, 2007.
Hidrólise dos Triglicérides de Quilomícrons pela
Lipase Lipoprotéica (1ª. Fase)
(perdem 20-50% de TG)
Complexos moleculares
de carboidratos (95%) e
proteínas
Camejo G, Hurt-Camejo E. Considerações físico-químicas sobre as lipoproteínas e seu metabolismo. In
Hiperlipidemias. Clínica e tratamento. Carmena R, Ordovás JM. São Paulo: AP Americana de Publicações, 2000.
Captação dos Remanescentes de Quilomícrons
pelos Hepatócitos (2ª. Fase)
Hidrólise
TG e FL
LDL receptor- related
protein (LRP)
Camejo G, Hurt-Camejo E. Considerações físico-químicas sobre as lipoproteínas e seu metabolismo. In
Hiperlipidemias. Clínica e tratamento. Carmena R, Ordovás JM. São Paulo: AP Americana de Publicações, 2000.
Transporte, Síntese
e Metabolismo de Lipídios
Via exógena
Via endógena
LDL
Intestino
Quilomícrons
IDL
Quilomícrons
remanescentes
VLDL
HDL
Transporte do Colesterol pela LDL
O receptor de LDL e a captação de LDL
Biochemistry, 2001
Receptor de LDL
Domínio
Ligante-Fixador
(292 aminoácidos)
NH2
Segmento
homólogo com
fator de
crescimento
epidérmico
(~400aminoácidos)
Éster de
Colesterol
Apolipoproteína
B100
Receptor LDL
Segmento
glicosilado
(58 aminoácidos)
Região que
atravessa
a membrana
(22 aminoácidos)
COOH
Região
citoplasmático
(50 aminoácidos)
Membrana
Plasmática
Brown MS, Goldstein JL. A receptor-mediated pathways for cholesterol homeostasis. Science 1986, 232:34-7.
Endocitose mediada por receptor LDL
Passarge E. Color atlas of genetics. New York: Thieme Medical Publishers, 1994
Receptor LDL
Michael Brown e Joseph
Goldstein  prêmio Nobel em
1985 pelo trabalho sobre
colesterol.
www.britannica.com, 2007
Proposta preliminar para um
mecanismo de endocitose mediada
por receptor.
www.nature.com, 2007
Analysis of a mutant strain of human fibroblasts with a defect in the internalization of receptor
bound low density lipoprotein. Cell 1976; 9: 663-675).
Maturação da HDL
HDL Nascente
EC
LCAT
Col
Col
ABC-A1
LCAT=lecitina-colesterolacil transferase
ABC-A1 = ATP binding cassete A1
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
LCAT = Lecithin-Cholesterol Acyl Transferase
CH2 O
CH2 O
CH2 O
P
CH3-CH2-N+
CH3
CH3
CH3
Lecitina
Colina
Éster de
colesterol
OH
O
Sierra ID. Elevando o HDL-C:Qual a melhor estrategía? Congresso
PanAmericano de Aterosclerose,Campos de Jordão, 2007.
Papel da LCAT na Maturação da HDL
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
Maturação da HDL
HDL 3
HDL
Nascente
EC
EC
LCAT
LCAT
Col
Col
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
Sierra ID. Elevando o HDL-C: Qual a melhor estrategía? Congresso
PanAmericano de Aterosclerose,Campos de Jordão, 2007.
Maturação da HDL
HDL 3
HDL 2
EC
EC
LCAT
LCAT
Col
Col
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
Sierra ID. Elevando o HDL-C: Qual a melhor estrategía? Congresso
PanAmericano de Aterosclerose,Campos de Jordão, 2007.
Interação de LRT com a HDL
QMVLDL
CETP
TG
HDL 2
Colesterol
CETP
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
Sierra ID. Elevando o HDL-C: Qual a melhor estrategía? Congresso PanAmericano de Aterosclerose,Campos
de Jordão, 2007.
Interação de LRT com a HDL
QMVLDL
TGTG
CETP
HDL 2
Colesterol
Colesterol
CETP
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
Sierra ID. Elevando o HDL-C: Qual a melhor estrategía? Congresso PanAmericano de Aterosclerose,Campos
de Jordão, 2007.
Apo AI
Apo AI
Apo E
Apo C
Apo C
Apo AI
Apo AI
Apo E
HDL Nascente
HDL 2
HDL 3
HDL 1
Sierra ID. Elevando o HDL-C:Qual a melhor estrategía? Congresso
PanAmericano de Aterosclerose,Campos de Jordão, 2007.
Subfrações da HDL
Sierra, I.D, Mendivil C.O: Hacia el Manejo Practico de las Dislipidemias. 2ed, Bogota:TC Impresores, 2007.
Sierra ID. Elevando o HDL-C:Qual a melhor estrategía? Congresso PanAmericano de Aterosclerose,Campos
de Jordão, 2007.
Transporte Reverso de Colesterol
Metabolismo de HDL
Bile
Macrófago
HDL maduro
HDL nascente
A-I
CL
SR-BI
CE
Fígado
CE
A-I
LCAT
CL
CE
CL
ABC1
SRA
CETP
Receptor
LDL
CE
Apo
B-100
VLDL/LDL
David P. Brasil
CETP = proteína de transferência dos ésteres de colesterol
LDL = low density lipoprotein
Glomset JA. The plasma lecithin: cholesterol acyltransferase
VLDL = very low density lipoprotein
Adaptado de Lipids Online: www.lipidsonline.org
reaction. J Lipid Res 1968; 9:155-63.
Participantes da Síntese, Transporte
TG e CE
Apolipoproteína
e Metabolismo de Lipoproteínas
Colesterol
Fosfoliídeos
Enzimas
lipase lipoproteíca (LPL), lipase hepática (LH), proteína de
transferência de éster de colesterol (CETP), lecitina colesterol
aciltransferase (LCAT), acil colesterol aciltransferase (ACAT)
Receptores e Transportadores
Ligantes
Cofatores
Proteínas
RLDL (B/E), SR-BI, ABCA-I
apo E, apoB-100, apo A-I
apo C-I, apo C-II, apo C-III, apo A-II, apo A-IV
apolipoproteínas com função estrutural
Concentrações recomendáveis (US Guidelines - 2002)
Colesterol total (mg/dL)
< 200
200-239
 240
LDL-colesterol (mg/dL)
< 100
100-129
130-159
160-189
 190
HDL-colesterol (mg/dL)
< 40
 60
Triglicérides (mg/dL)
< 150
150-199
200-499
 500
Desejável
Alto borderline
Alto
Ótimo
Próximo ao ótimo
Alto borderline
Alto
Muito alto
Baixo
Alto
Normal
Alto borderline
Alto
Muito alto
Metabolismo anormal de lipídios
Alterações nos níveis
de lipídios plasmáticos
Qual é o seu impacto na saúde de
um indivíduo ?
Aterogênese
Monócito
Lúmen
LDL
rLps
10
1
5
4
Moléculas
Adesão 9
MCP-1
3
LDL, rLps
Modificados
6
Citocinas
8
13
7
11
14
Macrófago
MCP-1:proteína
quimiotática de monócito
Células
espumosas
12
2
LDL
rLps
Endotélio
Íntima
Fatores de crescimento
Proliferação celular 
Proteínas da matriz
extracelular 
evolução da placa
Metaloproteinases
Degeneração da matriz
Adaptado de Ross R. N Engl J Med. 1999;340:115-126.
Slide Source Lipids online Slide Library www.lipidsonline.org
Dr. Peter Libby
Chefe de Medicina Cardiovascular
Brigham and Women’s Hospital
Animações Cardiovasculares - Pfizer
DAC  Cenário Complexo!!
GENOMA  ≈ 60.000 genes  ≈ 10 milhões de variações!!!
Quais são importantes para entender o risco de DAC/IAM?
...TCCAAAGATATAGCAA TCCAAAGATATAGCAATT
G
TTTTGGATGCCTTCTGCC TTGGATGACCTTCTGCCT
TCTTACCATATTTGACTTCCTTACCATATTTGACTTC
A
ATCAGTTGTTATTAATTGT
ATCCAGTTGTTATTAATT
C
GTGATTGGAGCTATAGC GATTGGAGCTATAGCAG
TTATTAATTGTTTAA
AGTTATAATTGTTTCA
T
TCCAAAGATATAGCAATTTTGGATGACCTTCTCCTT
C
TACGTTATTAATTGTATTGGAGCCATATTTGACTTCA
TCCAGTTCATATTTGACTCATCCAGTTGTTATTAATT
G
T
GTGATTGGAGCTCCAAAGATATAGCAATTTTGGAT
A
GCCTTCTGCCTCTTACGTTATTAATTGTGATTGGAG
C
CCATATTTGACTTCATCAGTTCATATTTGACTTCATC
CAGTTGTTATTAATTGTGATT
CARIÓTIPO HUMANO
ApoA-II
Apo (a)
Apo B
HMG-CoA
redutase
LH
ApoC-I, II, E, RLDL
Apo A-I, C-III
LPL
CETP, LCAT
LRP, SR-BI
Doenças Complexas
Classificação dos Genes Associados
Genes de
suscetibilidade
Genes causadores da
doença
 Mutação 
Diretamente
Genes ligados
a doença
 SNPs envolvidos
Alteração da
com a doença na
expressão gênica é
responsável pela
doença
presença de outros
detectada na presença
fatores genéticos e ou
da doença  Microarray
* HF (rLDL)
ambientais
Proteômica
* DFB (apoB-100)
 < valor preditivo
 Grande valor
preditivo e podem ser
usados para teste
para desenvolvimento
e prognóstico, mas
alta/e prevalentes!
genético, mas raros!
Wang Q. Curr Opin Cardiol, 20:182-188, 2005
Bases Genéticas: Alterações Lipídicas
Hiperlipemias
Lipoproteína
em excesso
Possível
Etiologia
Significado
Clínico
Hipercolesterolemia
( clearance de LDL)
 Poligênica
LDL
• Nutricional /Genética
(RLDL menos ativo)
 Familial (RLDL):1/mi–1/500
 Defeito da apo B-100
Familial: 1/mi – 1/500
LDL
LDL
• Genética Hom/Het
RLDL e Apo B
DAC
Xantomas tendinosos e
DAC
Hipertrigliceridemia
Def. LPL Familial:<1/mi
VLDL, Qm
Def. Apo C-II Familial:<1/mi
Hipertrig. Familial: 0,5-1%
VLDL
LPL, Apo-CII,
outras alterações
APOAI/C-III/A-IV/A-V
Xantomas eruptivos
pancreatite, DAC?
Dislip. aterogênica
Hiperlipemias Mistas
 Hip. Combinada Familial:1-3% VLDL, LDL
(5X >HF)
 Disbetalipoproteinemia
Familial
IDL, Qm
APOB, LH, APOE,
ASP,A-I/C-III /AIV
DAC
prematura
E2/2:1/50 e mutações
APOE
Xantomas palmares
e tuberosos, DAC
Genes de Suscetibilidade
DAC/IAM
?
APOE
Braz J Med Biol Res, 40:189-197, 2007
Ausência de associação
do alelo ε4 com perfil
+22mg/dL
+13mg/dL
+37mg/dL
lipídico e DAC.
Presença do alelo ε4 
Variação leve no perfil
lipídico  Pode
representar evolução
clínica menos favorável
-2mg/dL
N=200
em relação aqueles sem
ε4 ? Investigação !!
DAC Pós-Menopausa
TG Pós Prandial X Apo E
Concentração
de TG
plasmático
TG
Plasma level
concentration
mg/dL
Triglycerides
kinetics
Cinética de
TG
6h pouco tempo
paraCAD
diferenças
?
E3/E3
400
CONT E3/E3
-/APOE*4 - P
CAD E_/E4
APOE*3/3 - P
CONT- E_;E4
APOE*3/3
C
300
-/APOE*4 - C
200
100
100
50
0.0
E-/E4: P<0,001
1.5
Indiv. N: E*3/4 X E*3/3 
remoção acelerada LRT
Weintraub MS et al., 1987
3.0
horas
Time
hours
4.5
6.0
Transferência + rápida de apo E4 de HDL
Qm  remoção + rápida Weintraub MS et al., 1987
Alelo ε4
N=15.492 Casos 32.965 Controles
48 estudos
*
* *
*
*
Ε4
 +LDLc ≈ 7mg/dL (Xε3)
*
1,8 X >* risco de morte por DAC
 42% de aumento
* de DAC entre seus portadores
 2-3% da variação no risco de DAC na pop.  Apo E
 Apo E + RLDL
 associação com PL
*
*
 Interação entre *ε4 + tabagismo  RR DAC = 3,17 (1,82-5,50)
Interação é importante para expressão fenotípica de DAC
*
relacionada
ao genótipo APOE.
.
Nordlie MA et al. J Mol Cel Cardiol,Song
39: 667-679,
2005
Y, Ann Inter
med, 141:137-147, 2004
Polimorfismos RLDL
Nakazone et al. (2004)  Xantomatoses
 Alteração no perfil lipídico apenas 
Combinações genotípicas para polimorfismos
RLDL-Ava II (A+) e RLDL-Hinc II (H+).
Portanto:
Combinações entre genótipos  mais expressivas
na análise do perfil lipídico e conseqüente risco
para doenças cardiovasculares.
Outros Genes
Interleucina – 6: -174G>C
Lipase Lipoprotéica:
vários polimorfismos:
AleloC  risco para DAC = 1,54 X GG
(P=0,048)
Ser447Ter  protetor
Gly188Glu  > risco DAC
Asn291  >risco♀
+ tabagismo
 + tabagismo = 2,66 X GG não
fum. (P<0,05)
 associado com > PCR (?)
 Norte europeus: < risco IM !?
(+ estudos!)
10X > risco
 Apo A-V  ApoA-I
 Paraoxonase
Angiotensinogênio
II)
 apo(a)  Trombospondina
Fator V Leiden
 eNOS
 Aldosterona sintase

 AT1R (receptor tipo 1 da angiotensina
 PPARs (receptor ativado por proliferadores de peroxissomo)
Estresse oxidativo ............................
Nordlie MA. J Mol Cel Cardiol, 39:667-679, 2005
CETP
Kuivenhoven JA et al. N Engl J Med, 338: 503-508, 1998.
Progressão da Aterosclerose X Genótipos CETP-TaqIB
Hipolipemiante X Placebo
Genótipo CETP-TaqIB
< Grau de
progressão
(0,05 ± 0,16mm)
Predisposição
genética em responder a
hipolipemiante
 Marcador genético
associado a
progressão da
aterosclerose
coronariana de modo
dose dependente.
 Pode predizer a
resposta angiográfica
na terapia com
hipolipemiante.
Fischer M et al. Familial aggregation of left main
coronary artery disease and future risk of
coronary events in asymptomatic siblings of
affected patients. Eur Heart J. 2007 Oct;28(20):2432-7.
Herdabilidade de DAC X Padrão
Morfológico da Coronária
H2 estenose
do óstio =
0,32; p=0,008
H2 estenose
proximal =
0,30; p=0,01
DACE  Estimativa de herdabilidade = 49% (P=0,002)
Risco  3X> comparado aqueles
com HF de IAM mas sem DACE
Risco aumentado para eventos coronarianos
Mayer B et al.
Clin Res Cardiol,
96:1-7, 2007.
graves em irmandades, presumivelmente
saudáveis, de pacientes com DACE.
N Engl J Med, 343:840-6, 2000
Espessura íntimaArtéria braquial: resposta
média das carótidas
vasodilatadora após oclusão
comumJovens
distal com Hparental de IAM prematuro
 níveis
arterial
(hiperemia reativa)
+elevados de Lp(a) e apo B (Xcontroles) + fatores
HIM: 0,49 ± 0,08mm
adicionais  podem mediar
X os efeitos da predisposição
s/IM:
0,44 ±(disfunção
0,07mm endotelial  DAC) .
familial na parede
arterial
P=0,004
* 30%
da variação
EIM arterial com métodos
Exame da estrutura
e função
da parede
 Explicado por
não invasivos (US)fatores
 informação
genéticosimportante de alterações
precoces no
desenvolvimento da aterosclerose (endotelial) 
Íntima: endotélio e memb. elástica int.
indivíduos
dematriz
altoprotéica
riscoe para DCV.
Média:
cél. musc.lisa,
mem.elástica externa
Adventicia
HIM: 5,7 ± 5,0%
s/HIM: 10,2 ± 6,6%
P=0,001
* Zannad F et al. Hum Genet, 103: 183-8, 1998.
MEF2A
Alta expressão no endotélio vascular
 Cromossomo 15q26  exon 7: del 21pb
 1º. loco gênico para DAC e IAM autossômico dominante
(Wang L et al. Science, 302:1578-1581, 2003)
 Descoberta  1 dos 10 avanços tops pela AHA em 2004
 + 3 novas mutações: 4/207 pacientes  perda de função
 Até 1,93% dos pac. com DAC/IAM pode ter 1 mutação em MEF2A
 Teste genético para doença cardíaca: realidade !??
 Validar freqüência de mutações MeF2A em cas. + numerosas
Genes ligados a doença  1º. estudo de
proteômica de DAC
Expressão aumentada da
cadeia leve de ferritina 
modula oxidação de
lipídios na parede do vaso
pela produção de EROs 
patogênese de DAC.
Mas, sua expressão
aumentada em artérias
DAC  pode ser
conseqüência e não causa
Eletroforese em Gel Bidimensional  Destaque para Ferritina
na DAC
Expressão aumentada de ferritina nas
artérias coronárias pode se tornar um
biomarcador para DAC aterosclerótica
e ser desenvolvido como marcador
diagnóstico com estudos futuros!
(Wang Q. Curr Opin Cardiol, 20:182-188,2005).
Artérias
coronárias
de
indivíduos
normais
DAC
Com nível
alto de
expressão,
de
ferritina,
You S-A et al. Physiol Genomics, 13:25-30, 2003.
ECA
Europ J Pharm, 410: 289-302, 2000.
Complicações Ateroscleróticas  ECA I/D
Associa-se a várias
complicações
cardiovasculares
ateroscleróticas  alelo
D um possível marcador
DD: risco = 32% DAC
45% IAM
Mas há controvérsias!
Estudos futuros 
Considerar
implicações
terapêuticas
Staessen JA et al.J Hypertens,
15: 1579-92, 1997.
AMPD1
Anderson JL et al. J Am Coll Cardiol, 36: 1248-1252, 2000.
Curva de sobrevida Kaplan-Meier
N = 367
AMPD1- C34T
(4 eventos = 4,4%)
P=0,046
Não - AMPD1-C34T
(33 eventos = 11,9%)
 Adenosina monofosfato
deaminase-1 (AMPD1) 
catabolismo de adenosina
(molécula cardioprotetora)
 Polimorfismo C34T = 25%
caucasianos  enzima inativa
 Associado com > sobrevida
em insuficiência cardíaca
 > Sobrevida em DAC?
Dias de seguimento
Alelo AMPD1 -  pode aumentar adenosina cardíaca e a cardioproteção
durante eventos isquêmicos. Genotipagem de AMPD1  prognóstico de
DAC e perspectiva terapêutica.
ADH3
Hines LM. N Engl J Med, 344: 549-555, 2001.
N = 396 ♂ IM “Physichian’s Health Study” N = 325 ♀ pós-menopausa s/TH
Risco relativo de IAM: Genótipo de ADH3 e nível de álcool/dia
Etilistas moderados
homozigotos para o
alelo ADH3 de baixa
oxidação (γ2) 
+++ HDL e
decréscimo no risco
de IAM.
1 drink ≈ 14g de álcool
MTHFR
Grau de Obstrução X MTHFR C677T
MTHFR  metab.
homocisteína 
regul. vasomotora do
endotélio, processos
oxidativos, sistema
de coagulação
Gen.
Genótipo TT 
> grau de obstrução
arterial coronária e
número de artérias.
CC
CT
TT
No. de Artérias com Obstrução X MTHFR C677T
Gen.
CC
CT
TT
confirma a relação
entre variantes
genéticas e
subgrupos
específicos de
pacientes com DAC.
Pesquisa PubMed  Análise de Genes Candidatos DAC e IAM
1990-2005
IAM e Estudo de associação = 3.172
IAM e Polimorfismo = 1.203
DAC e Polimorfismo = 1.095
IAM e Associação genética = 383
152 genes candidatos  Análise 329 polim.
102 genes  192 polim. + e reprodutíveis
DAC e IM  Análise de Genes Candidatos  Pesquisa PubMed
Estudos 1990-2005
 Sistema renina
angiotensina
Associações + e
-
 Metabolismo lipídico
 Inflamação
Resultados discrepantes ??
 Cascata de coagulação
 Populações pequenas  possibilidade de associação positiva falsa
 Variações étnicas
 Necessidade de demonstrar relevância funcional (desequilíbrio de
ligação ? – genes vizinhos com mutações!).
Mayer B et al. Clin Res Cardiol, 96:1-7, 2007.
Outros Genes
Interleucina – 6: -174G>C
Lipase Lipoprotéica:
vários polimorfismos:
AleloC  risco para DAC = 1,54 X GG
(P=0,048)
Ser447Ter  protetor
Gly188Glu  > risco DAC
Asn291  >risco♀
+ tabagismo
10X > risco
 Apo A-V  ApoA-I
 Paraoxonase
 + tabagismo = 2,66 X GG
não fum. (P<0,05)
 associado com > PCR (?)
 Norte europeus: < risco IM !?
(+ estudos!)
 apo(a)  Trombospondina
Fator V Leiden
 Angiotensinogênio
 eNOS
 Aldosterona sintase
 AT1R (receptor tipo 1 da
angiotensina II)
 PPARs (receptor ativado por proliferadores de
peroxissomo)
Estresse oxidativo ............................
Nordlie MA. J Mol Cel Cardiol, 39:667-679, 2005
Rastreamento do Genoma
Rastreamento do
Genoma Inteiro
(Genome-Wide) 
Marcadores
genéticos
distribuídos pelo
genoma 
identificar regiões
com genes
causadores de DAC
e IAM  Estudos
futuros  indicar
novos genes de
suscetibilidade.
Mayer B et al. Clin Res Cardiol, 96:1-7, 2007.
Fenótipo de
DAC para
famílias
(≤ 56 anos)
Representa
sub-fenótipo
de IM
(≤ 59 anos)
Ligações
observadas no
cromossomo 2 no
rastreamento do
genoma
Representa
fenótipo
principal de
DAC
Hoje em dia ...
Por que usar ainda Score de
Framingham para estratificar
indivíduos?
Marcadores podem individualmente
identificar populações em risco, mas
não têm acurácia para identificar
indivíduos em risco.
Devem ser usados muitos
marcadores, não um de cada vez!
Variantes dos genes candidatos não
permitem predizer risco genético com
reprodutibilidade suficiente para DAC
ou IAM na prática clínica.
Mayer B et al. Clin Res Cardiol, 96:1-7, 2007. Segre A. SOCESP, 2008. www.aafp.org/afp/20061015/1331.html
Contribuição da genética na
avaliação
de risco para DAC
HF deve ser incluída na
prática clínica  ± 1/3 IAM ou
DAC  critérios de HF 
estratificação de risco nos
indivíduos não afetados
(Score PROCAM )
 Morfologia coronariana 
característica adicional
Prevalence of Risk Factors in Groups with or
importante  predizer a
without Coronary Events – Münster Heart Study)
doença nas famílias com DAC e
www.chd-taskforce.de/slidekit/kit12/slide1.gif, 2008.
IM prematuros.
Mayer B et al. Clin Res Cardiol, 96:1-7, 2007; Wang Q. Curr Opin Cardiol, 20:182-188, 2005
Contribuição da Biologia Molecular
 Genômica e proteômica  identificação de genes com
expressão alterada
 Desenvolvimento de novos fármacos  Genes para DAC e IAM
Farmacogenômica  Medicina Personalizada/Sob Medida X
Medicina Moderna
 Associações bem caracterizadas entre resposta a estatina
e variantes genéticas  Exs.
apo E: homozigotos para apo E4  < eficácia terapêutica
CETP: homozigotos para B1 em DM c/ atorvastatina  + + HDLc
Schmitz G, Langmann T.Vasc Pharm, 44: 75-89, 2006; Dornbrook –Lavender KA, Pieper JA. Cardiovasc Drugs Ther,17:75-82,
2003.
Século XX  Período revolucionário para
a Ciência e Medicina...
1962 – Watson, Crick e Wilkins
Nobel de Fisiologia ou
Medicina: Determinação da
Estrutura do DNA
http://www.fossilmuseum.net/images/Watson
Crick/watsonCrick.jpg,2008
Stockholm, home of the Nobel Prizes
O Auge...2001 - Seqüência Completa do Genoma Humano
Monday, July 03, 2000
16 February 2001
Custo ≈ 2,7 bilhões de dólares
Medicina Personalizada é a herança do projeto Genoma Humano
Francis Collins, director of the National Institutes of Health's
National Human Genome Research Institute
J. Craig Venter, Chief executive officer - Celera Genomics
http://www.sciencemag.org/content/vol291/issue5507/cover.dtl
http://www.time.com/time/covers/0,16641,20000703,00.html
Medicina
Biologia Molecular
Por que as informações geradas
a partir de investigações da
genética molecular são cada vez
mais importantes para a
medicina em geral?
Em que níveis de ação clínica as
informações que estão sendo
obtidas podem e poderão ser
utilizadas? ?
Quais os desafios futuros
associados a este conhecimento
e ao domínio deste
conhecimento?
Cruz IBM. Revista Peruana de Medicina, 2003.