El SNP Rs708727 asociado a la enfermedad de Alzheimer en SLC41A1 puede aumentar el riesgo de enfermedad de Parkinson: informe del estudio eslovaco ampliado, parte 1

Abstracto:

Los SNP rs11240569 y rs823156 de SLC41A1 (A1) se asocian con un riesgo alterado de enfermedad de Parkinson (EP), predominantemente en poblaciones asiáticas, y rs708727 se ha relacionado con la enfermedad de Alzheimer (EA). En este estudio, hemos examinado una asociación potencial de los tres SNP antes mencionados y de rs9438393, rs56152218 y rs61822602 (los tres se encuentran en la región promotora A1) con la EP en la población eslovaca.

La enfermedad de Parkinson es un trastorno neurológico que a menudo afecta la capacidad de las personas para mover el cuerpo, pero es posible que muchas personas no sepan que la enfermedad de Parkinson también puede afectar la memoria de las personas. Si bien esto puede preocupar a algunas personas, hay cosas que podemos hacer para mejorar nuestra memoria y mantener nuestra salud física y mental.

Primero, comprender la relación entre la enfermedad de Parkinson y la memoria. La enfermedad de Parkinson destruye principalmente el tejido nervioso, especialmente las neuronas de dopamina, que son importantes para la coordinación motora del cuerpo. Al mismo tiempo, las neuronas de dopamina también afectan nuestras capacidades cognitivas, incluida la atención, la memoria de trabajo y la función ejecutiva. Por lo tanto, en las primeras etapas del desarrollo de la enfermedad de Parkinson, pueden aparecer síntomas de pérdida de memoria, que empeorarán gradualmente.

En segundo lugar, debemos entender cómo mantener una buena memoria. Aunque la enfermedad de Parkinson puede ser preocupante, existen formas de ayudar a mantener una buena memoria. Por ejemplo, medidas como dormir bien, una dieta equilibrada, ejercicio moderado y aprender constantemente cosas nuevas pueden ayudarnos a mantener una buena memoria. Además, también se ha demostrado que la socialización es un buen entrenamiento cognitivo que favorece el entrenamiento regular de las funciones neurológicas del cerebro.

Por último, debemos mantener una actitud positiva. Si bien la enfermedad de Parkinson puede afectar la función física y cognitiva de una persona, no debemos permitir que se convierta en el foco principal de nuestras vidas. En cambio, siempre debemos mantener una actitud positiva y hacer que nuestros días sean lo más satisfactorios y amorosos posible.

En definitiva, la enfermedad de Parkinson está relacionada con la memoria, pero podemos ayudar a mantener una buena memoria a través de algunas medidas y métodos. Además, también debemos mantener una actitud positiva para afrontar mejor los diversos desafíos. Desde este punto de vista, necesitamos mejorar nuestra memoria. Cistanche puede mejorar significativamente la memoria, porque Cistanche también puede regular el equilibrio de los neurotransmisores, como aumentar el nivel de acetilcolina y los factores de crecimiento, que son muy importantes para la memoria y el aprendizaje. Además, la carne también puede mejorar el flujo sanguíneo y promover el suministro de oxígeno, lo que puede garantizar que el cerebro reciba suficiente nutrición y energía, mejorando así la vitalidad y la resistencia del cerebro.

Haga clic en conocer suplementos para aumentar la memoria

De los seis SNP probados, hemos identificado solo rs708727 como asociado con un mayor riesgo de aparición de EP en los eslovacos. El alelo menor (A) en rs708727 se asocia con la EP en modelos genéticos dominantes y completamente sobredominantes (ORD=1.36 (1.05–1.77), p=0.02, y ORCOD {{11 }}.34 (1,04–1,72), p=0.02). Además, el triplete genotípico GG(rs708727) + AG(rs823156) + CC(rs61822602) podría ser clínicamente relevante a pesar de mostrar una diferencia de tamaño mediana (h mayor o igual a 0,5) (h=0.522) entre los PD y las poblaciones de control.

El modelado de RandomForest ha identificado que el poder de los SNP probados para discriminar entre pacientes con EP y los controles es esencialmente cero. La asociación identificada de rs708727 con la EP en la población eslovaca nos lleva a plantear la hipótesis de que este polimorfismo A1, que está implicado en la regulación epigenética de la expresión del gen PM20D1 vinculado a la EA, también está implicado en la patobiología de la EP (o universalmente en la neurodegeneración). a través del mismo mecanismo o similar al de la EA.

Palabras clave:

Enfermedad de Parkinson; enfermedad de Alzheimer; PARQUE16; intercambiador Na+/Mg2+; SLC41A1; Polimorfismo de nucleótido simple.

1. Introducción

El papel de la homeostasis del magnesio (Mg) (MgH) en la fisiopatología de la enfermedad de Parkinson (EP) es objeto de investigación y debate en curso. La amplia gama de acciones del Mg en la fisiología celular y a nivel del organismo corrobora la suposición de que la alteración del MgH contribuye a los procesos degenerativos asociados con la EP.

El magnesio es esencial para la energía celular [1,2]. Es necesario para la producción de ATP, la estabilización de su estructura y su actividad biológica [1–3]. En general, interfiere con la homeostasis mitocondrial (MH) en varios niveles, desde la organización estructural de las mitocondrias hasta diversos procesos de respiración mitocondrial [1–6].

La estrecha relación entre MgH y MH también se ilustra por el hecho de que las mitocondrias actúan como principal reservorio de Mg2+ en la célula [7]. Además, el Mg tiene propiedades antiapoptóticas, proproliferativas y procrecimiento, y los componentes de la maquinaria homeostática del Mg interfieren con la señalización celular de supervivencia Akt/PKB y Erk1/2 [8-10].

Las enfermedades neurodegenerativas, incluida la EP, se caracterizan a nivel celular por daños a la MH y a la estabilidad energética de la célula como resultado principalmente de una mitofagia aberrante, el manejo del estrés del RE, la función retrómera, la ubiquitinación y el recambio de proteínas adyacentes, es decir, procesos que son estrechamente conectados en condiciones fisiológicas normales [11-13].

El papel del Mg en estos procesos sólo se comprende marginalmente. Sin embargo, se sabe que tanto el conjunto citoplasmático (protegido principalmente por la coenzima TRPM7) como el conjunto intramitocondrial/matriz (protegido por el canal iónico superconductor Mg2+ Mrs2) de Mg2+ son particularmente importantes para la mantenimiento del potencial de membrana en la membrana mitocondrial interna (∆ψm) [2,4–6].

Cualquier caída de matriz [Mg2+} atribuible a la falta de Mg de las células, o a la disfunción de Mrs2, induce una despolarización que desencadena aún más la mitofagia [14]. Recientemente, Zhao y sus colegas han demostrado que los niveles altos de glucosa inducen una caída de [Mg2+] intracelular acompañada de la inducción de mitofagia en células hFOB1.19 (osteoblastos fetales condicionalmente inmortalizados, ATCC CRL-11372™) [ 15].

Las concentraciones citoplasmáticas e, indirectamente, intraorganelas (mitocondrial, RE, Golgi) de Mg2+ dependen de los transportadores de Mg2+, que constituyen el circuito de transporte de Mg2+ del membrana citoplasmática [6]. Estos transportadores son los siguientes: (1) la coenzima TRPM7, la principal puerta de entrada de Mg2+ celular, y (2) el intercambiador de Na+/Mg2+ (NME) SLC41A1 (en adelante denominado A1). , la principal puerta de salida de salida de Mg2+ celular [6,16,17].

De hecho, el grupo de Cornell ha planteado la hipótesis de que los datos epidemiológicos publicados "respaldan la posibilidad de que mutaciones en genes relevantes para el MgH alterarían el riesgo de EP", pero justifican "análisis genéticos más profundos de los pacientes con EP" para confirmar que SLC41A1 (en adelante denominado A1) y TRPM7 se encuentran entre estos genes [18].

Sobre la posible implicación de NME A1 en el inicio y la progresión de la EP, Tucci y sus colegas han identificado dos nuevas variantes codificantes de genes que provienen del locus PARK16 y que están presentes sólo en la cohorte de EP, a saber, RAB7L1 (c.470A > G ; p.K157R) y A1 (c.1049C > T, p.A350V) [19]. El primer grupo de Kolisek ha caracterizado A1 c.1049C > T como una mutación con ganancia de función que da como resultado un "eflujo de Mg2+- mejorado realizado por la variante A1 p.A350V", lo que podría conducir, a largo plazo, a "deficiencia crónica de Mg2+ - intracelular, una condición que se encuentra en varias regiones del cerebro de pacientes con EP y que exacerba los procesos que desencadenan el daño neuronal" [20].

Lin et al. Posteriormente, identificaron una variante rara de pérdida de función de A1 p.R244H en una cohorte de 80 pacientes diagnosticados con EP de inicio temprano [21]. El mecanismo detrás de la pérdida de función de A1 es una cuestión de especulación, aunque Tatarkova y sus colegas han proporcionado recientemente datos que dejan claro que "la presencia o ausencia, y por tanto la funcionalidad, de A1 influye en los procesos mitocondriales implicados en la producción de energía". 1]. Además, Li y sus colegas han asociado recientemente la variante A1 p.R285Q con la EP [22].

Lin y sus compañeros de trabajo han proporcionado evidencia experimental adicional de la posible participación de A1 en la EP, quienes han demostrado que el sulfato de magnesio (MgSO4) posiblemente protege las células SH-SY5Y contra la neurotoxicidad de la 6-hidroxidopamina (6-OHDA ) [23]. Además, han demostrado que 6-OHDA disminuye la expresión de A1 (y otros genes magnesiotrópicos) en células SH-SY5Y tratadas con 6-OHDA, y que el MgSO4 puede revertir su disminución [23]. El mismo grupo también ha proporcionado datos que revelan que, en un modelo de EP en ratas, 6-OHDA altera la expresión de A1/A1 (tanto a nivel de ARN como de proteína), y que el alcance de esta alteración responde a [ MgSO4] [23].

El locus PARK16 comprende cinco genes, a saber, SLC45A3, NUCKS1, RAB7L1, A1 y PM20D1 [24]. Su papel en la susceptibilidad a la EP ha sido señalado por numerosos estudios de asociación de todo el genoma (GWAS) y estudios de casos y controles. Se han estudiado exhaustivamente tres polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) A1 en relación con su asociación con la EP.

Se ha demostrado que el alelo G principal del polimorfismo A1 rs11240569 (para conocer las características, consulte la Tabla 1) de una cohorte Han en China reduce el riesgo de EP idiopática, y las personas que tienen los genotipos GG y AG exhiben un riesgo reducido en comparación con aquellos que tienen el genotipo AA [25]. Se obtuvo un resultado similar en un estudio realizado con una cohorte iraní [26].

Otro SNP A1, rs708727 (Tabla 1), se estudió en una cohorte del Reino Unido, pero no se encontró asociación entre este SNP y la EP [19]. Sin embargo, este SNP se ha relacionado con la enfermedad de Alzheimer (EA) [27].

Acerca de la EP, rs823156 (Tabla 1), es probablemente el más intensamente estudiado pero también el más controvertido entre los SNP A1. Este SNP se ha asociado con la EP en cohortes de China continental [28], Japón [29] y Corea [30], pero no en cohortes del este de China [31], el norte de España [32] y Malasia [33]. ]. Bai y sus colegas han predicho, tras análisis in silico, que rs823156 como variante no codificante de A1 "podría afectar el riesgo de EP al alterar la capacidad de los genes de unión al factor de transcripción" [34].

Trabajos publicados anteriormente han dejado claro que las células regulan la magnitud del flujo de salida de Mg2+ a través de A1 a nivel de proteínas y de transcripción [17,20,35,36]. Sin embargo, la cantidad de información sobre la organización del promotor de A1 y su capacidad de unión a la transcripción es bastante escasa [34].

En 2019, publicamos un estudio que muestra que los tres SNP A1 antes mencionados no están asociados con ninguna susceptibilidad a la EP en la población eslovaca, como lo demuestran las estadísticas frecuentistas y el aprendizaje automático [37]. Una limitación importante de ese estudio podría haber sido el número relativamente bajo de participantes tanto en la cohorte de DP (150) como en la de control (120).

Por lo tanto, el objetivo de este estudio ha sido doble, de la siguiente manera: (1) dilucidar cualquier posible asociación de rs11240569, rs708727 y rs823156 en un grupo más grande de pacientes con EP (150 + 358) y probandos de control ({{5 }}) y (2) secuenciar la región promotora de A1 en una subcohorte de muestras de PD para identificar posibles SNP dentro de la región promotora y examinar su posible asociación con la PD.

2. Resultados

2.1. Secuenciación de la región promotora SLC41A1

La secuenciación y el análisis de secuencias de Sanger se realizaron en una subcohorte de 96 pacientes con EP (todos del Centro de EP en Martin). Se estudió un fragmento de la región promotora A1, que abarca desde la posición 205.814.626 a 205.812.988 en el cromosoma uno. La secuencia del fragmento se eligió según la base de datos Genecopoeia [www.genecopoeia.com/product/search/view_seq_promoter.php?cid=&type{{12} }promoter&prod_id=HPRM53412 (consultado el 2 de mayo de 2018)].

La organización genética de A1 y sus secuencias promotoras/reguladoras se muestra en la Figura 1. La secuenciación permitió la identificación de los siguientes cuatro SNP en la región promotora de A1: rs9438393, rs56152218, rs61822602 y rs144056491 (Figura 1). A continuación, utilizamos la estrategia RFLP para examinar rs9438393 (restricción con Hpy166II), rs56152218 (restricción con NIaIII) y rs61822602 (restricción con BmrI) en un subgrupo de 100 muestras de control. El SNP rs144056491 no se examinó en el grupo de control debido a la falta de una enzima de restricción adecuada.

Se empleó ConSite [38] (Tabla 2), una herramienta basada en la web para encontrar elementos reguladores cis en secuencias genómicas, para examinar si el alelo variante (menor) para cada uno de los cuatro SNP antes mencionados alteraba el perfil de unión a TF del Promotor A1 generando un nuevo sitio de unión a TF o borrando el existente. Como entrada, utilizamos secuencias de 33 pb de largo, una con el alelo de referencia (principal) y la otra con el alelo variante (menor) para cada SNP, respectivamente.

En rs144056491, que se encuentra dentro del sitio de unión del factor de transcripción p50, tanto el alelo mayor (C) como el alelo menor (-, CC, CCC) presumiblemente permiten la unión de este factor de transcripción (Figura 1). La presencia del alelo principal (A) en rs9438393 podría permitir la unión del factor de transcripción FREAC-4 (Tabla 2, Figura 1). Sin embargo, si el alelo menor (G) está presente, el software predictivo de unión de TF ya no reconoce el sitio de unión FREAC-4. En el mismo SNP, el alelo menor supuestamente permite la unión de SP1, lo que no ocurre en presencia del alelo mayor (Tabla 2, Figura 1).

El alelo mayor (T) en rs56152218 supuestamente permite la unión de Gata2, pero según la predicción, este no será el caso en presencia del alelo menor (C). Por otro lado, YY1 podría unirse a la variante alélica C menor, pero no a la variante alélica T mayor (Tabla 2, Figura 1). Según la predicción in silico, el SNP rs61822602 no se encuentra dentro de ninguna secuencia de unión a TF (Tabla 2, Figura 1).

Figura 1. Organización genética de A1, incluida la 50UTR adyacente aguas arriba. Según Ensembl Transcript: SLC41A1-201 ENST00000367137.4, este gen está ubicado en el cromosoma 1 y consta de 11 exones. El exón 1 representa 50UTR (región no traducida) y el exón 2 contiene una parte de este 50UTR. 3 0La UTR está incluida en el exón 11. En nuestro estudio anterior, estudiamos tres SNP (variantes de un solo nucleótido), a saber, rs11240569, rs708727 y rs823156 en A1 [37]. En este trabajo, analizamos una secuencia (1638 pb de longitud) ubicada aguas arriba de este gen.

Esta secuencia cubre la secuencia 50 aguas arriba y, parcialmente, el exón 1. Según el navegador del genoma de la UCSC [39], la secuencia es una región reguladora representada por islas CpG (rectángulo verde). En esta región se han descrito una firma similar a un promotor (EH38E1415811) y una firma similar a un potenciador proximal (EH38E14112) (rectángulo rojo y naranja, respectivamente).

Hemos identificado cuatro SNP (rs144056491, rs61822602, rs56152218 y rs9438393) en esta secuencia. En rs144056491, una búsqueda dentro de la secuencia de referencia y luego en la secuencia con la variante dio como resultado la identificación de un sitio de unión para el factor de transcripción p50. En rs9438393, la búsqueda dio como resultado la identificación de un sitio de unión para el factor de transcripción FREAC-4 (el alelo A). Sin embargo, no se detectó ningún sitio de unión en la secuencia variante (alelo G). En el mismo SNP, el alelo G permite la unión de SP1. En rs56152218, el alelo T dominante permite la unión de Gata2 y el alelo menor la de YY1.

For more information:1950477648nn@gmail.com