Análisis de metilación de las islas CpG de los genes APOE y TOMM40 en una muestra de pacientes colombianos con Enfermedad de Alzheimer

Resumen: INTRODUCCIÓN: La Enfermedad de Alzheimer (EA) es la forma más común de demencia. Un estudio previo en población colombiana reportó la asociación significativa entre el alelo ε4 de APOE, el alelo G del rs2075650 de TOMM40 y el anticipo de la edad de inicio de la enfermedad. Aunque el alelo ε4 de APOE es el principal factor de riesgo genético para EA, la presencia de este alelo por sí sola no es suficiente para causar la enfermedad. Múltiples investigaciones han reportado cambios en la metilación del ADN en EA, tanto a nivel global como a nivel de locus específicos. OBJETIVO: Caracterizar los patrones de metilación de las islas CpG de los genes APOE y TOMM40 en sangre periférica de pacientes colombianos con EA. MATERIALES Y MÉTODOS: Se extrajo ADN de sangre periférica de 54 pacientes colombianos con EAE y 54 controles sanos, el cual fue tratado con bisulfito de sodio. Se identificaron los niveles de metilación de la isla CpG de APOE y la playa de la isla CpG de TOMM40 usando las metodologías MS-HRM y BSP. Los datos obtenidos fueron analizados mediante un modelo de regresión beta. RESULTADOS: Se encontraron discrepancias entre los resultados obtenidos mediante ambas técnicas, mientras que la metodología MS-HRM mostró una tendencia hacia la hipermetilación en el grupo de pacientes con EAE con respecto a los controles, la metodología BSP mostró una tendencia hacia la hipometilación. Se evidenció mediante la metodología BSP hipometilación en pacientes con EAE en dos CpGs, la CpG 148 de APOE y la CpG 141 de TOMM40. Independientemente del diagnóstico, los portadores del alelo ε4 de APOE tienen menor porcentaje de metilación en la CpG 162 y CpG 182 de APOE, mientras que los portadores del genotipo GG del SNP rs2075650 de TOMM40 tienen diferencias en el porcentaje de metilación, disminuyendo en la CpG 148 de APOE y aumentando en la CpG 130 y CpG 155 de TOMM40. Adicionalmente, a medida que aumenta la edad de inicio disminuye la metilación en la CpG 148, CpG 162 y CpG 213 de APOE y CpG 155 de TOMM40. CONCLUSIONES: La metodología BSP ofrece información más precisa sobre el estado de metilación de las regiones analizadas. Se identificó que las regiones evaluadas de la isla CpG de APOE y la playa CpG de TOMM40, tanto en pacientes como en controles se encuentran hipermetiladas. Las diferencias significativas encontradas entre la metilación del ADN en las regiones analizadas de la isla de APOE y la playa de la isla de TOMM40, no solo entre los pacientes y los controles, sino también en portadores y no portadores de ciertos alelos, indican la gran complejidad de esta región a nivel epigenético. Abstract. INTRODUCTION: Alzheimer’s disease (AD) is the most common dementia. A Previous study in a Colombian population reported a significant association between APOE ε4 allele, TOMM40 G allele (rs2075650) and the earlier onset of the disease. Although APOE ε4 allele is the main genetic risk factor for AD, the presence of this allele by itself is not enough to cause the disease. Several research studies have reported changes in the DNA methylation in AD globally and loci specific. AIM: To characterize methylation patterns of the CpG islands of APOE and TOMM40 genes in peripheral blood of Colombian AD patients. METHODS: DNA was isolated from peripheral blood in 54 Colombian AD patients and 54 healthy controls and then treated with sodium bisulphite. Methylation levels of APOE CpG Island and TOMM40 CpG shore were identified by MS-HRM and BSP methodologies. Data analysis was performed using a beta regression model. RESULTS: Differences between results were identified. MS-HRM methodology showed hypermethylation in AD patients; BSP methodology showed hypomethylation in AD patients. BSP methodology allowed to identify hypomethylation in AD patients at APOE CpG148 and TOMM40 CpG141. In the spite of diagnosis, APOE ε4 allele carriers have a lower methylation percentage at APOE CpG162 and CpG182, whereas TOMM40 GG genotype (rs2075650) carriers have a lower methylation percentage at APOE CpG148 and higher methylation percentage at TOMM40 CpG130 and CpG155. In addition, as onset age increases, methylation at APOE CpG 148, CpG 162, CpG 213 and TOMM40 CpG 155 decreases. CONCLUSIONS: BSP methodology provides more specific information about methylation levels in the evaluated regions. APOE CpG Island and TOMM40 CpG shore are hypermethylated in AD patients and healthy controls. The differences found in DNA methylation in APOE CpG Island and TOMM40 CpG shore indicate the epigenetic complexity of this region, not only among patients and controls, but also in carriers and no carries of certain alleles. Maestría