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Enfermedades complejas:
artritis reumatoide como modelo de estudio
51.486
Antonio Julià y Sara Marsal
Unitat de Reumatologia. Servei de Medicina Interna. Hospitals Vall d’Hebron. Barcelona. España.
Desde que William Herberden apuntara en 1806 por primera vez que existía «cierto grado de herencia» en la artritis
reumatoide (AR), se han hecho muchos esfuerzos para estudiar los componentes genético y ambiental de esta enfermedad, pero aún hoy día su etiología sigue siendo una gran
desconocida. A pesar de ello, se acepta que existe un componente genético subyacente que implica susceptibilidad a
padecer la enfermedad. Los primeros estudios encaminados a demostrar la presencia de factores hereditarios fueron
los clásicos estudios de gemelos. En estos estudios se mide
la concordancia, definida como la proporción porcentual de
gemelos monocigóticos y dicigóticos que comparten la enfermedad cuando tiene lugar en uno de ellos. Comparando
estos dos valores se obtiene una estimación de la influencia
del componente genético, ya que en principio la influencia
del ambiente sobre los dos tipos de gemelos es la misma.
Un estudio realizado en población inglesa con un alto número de casos índice otorgó una concordancia para gemelos monocigóticos del 15,4% y una concordancia en gemelos dicigóticos del 3,6%1. Por otra parte, un estudio más
reciente elaborado con datos de gemelos con AR demuestra
que el 60% de la variación responsable de la aparición de la
enfermedad en la población es atribuible a factores genéticos2. Este porcentaje es una estimación cuantitativa de la
influencia genética conocida como heredabilidad y, a diferencia de la concordancia, no está sesgada por la prevalencia de la enfermedad en la población.
Otra forma alternativa (aunque relacionada conceptualmente con la concordancia) para valorar el componente genético de la AR es la determinación del riesgo relativo3 o valor
λ. Este valor estadístico mide el grado de agregación familiar y se define como la relación entre el riesgo de padecer
la enfermedad siendo familiar del enfermo y el riesgo en la
población general. De forma convencional, se suele utilizar
la λs, que corresponde al riesgo relativo entre hermanos.
Para la AR se han obtenido valores de λs que oscilan entre
2 y 8, según los distintos estudios4.
Poblaciones históricamente muy aisladas se prestan a otra
alternativa para valorar el componente genético de la susceptibilidad a la AR que se basa en la reconstrucción de la
genealogía de sus habitantes. Encontrar este tipo de poblaciones no es fácil y aun menos poder establecer su genealogía, por eso existen pocos estudios de este tipo en AR. De
entre ellos cabe destacar uno realizado recientemente con
población islandesa, una población históricamente aislada y
con un registro genealógico privilegiado. En él se demuestra
que, efectivamente, los islandeses con AR están más relacionados entre sí genealógicamente que con el resto de los
habitantes de la isla5.
Correspondencia: Dra. S. Marsal.
Unitat de Recerca de Reumatologia. Hospitals Vall d’Hebron.
Passeig Vall d’Hebron, 119-129. 08035 Barcelona. España.
Recibido el 10-6-2003; aceptado para su publicación el 27-6-2003.
616
Med Clin (Barc) 2003;121(16):616-8
Todos estos resultados demuestran que existe un componente genético involucrado en la aparición de la enfermedad
pero, sin duda alguna, la mayor evidencia que se puede encontrar es descubrir que existe una asociación entre un polimorfismo genético y la enfermedad. En 1974 se demostró
por primera vez la asociación entre el marcador serológico
HLA-Dw14 y la AR6, y fue confirmada en posteriores estudios con el marcador DR47. Este descubrimiento llevó al estudio de los polimorfismos genéticos del locus HLA-DRB1,
que confirmaron la existencia de determinadas secuencias
que estaban asociadas con la susceptibilidad de presentar
AR8. La estrategia utilizada en estos estudios fue analizar los
genes ya conocidos (genes HLA de clase II) cuyo producto
proteínico parecía estar implicado en la fisiopatología de la
enfermedad y se conoce como la estrategia del gen candidato. Se han hecho muchos estudios en la AR utilizando esta
estrategia, aunque, como veremos, con poco éxito. Sólo la
asociación de la AR con la región HLA es clara y reproducible, incluso en poblaciones aparentemente diferentes. Esta
evidencia, unida al hecho de que el HLA tan sólo explica una
tercera parte del componente genético en la susceptibilidad
λHLA = 2), hace que cada vez se acepte más la idea
a la AR (λ
de que se trata de una enfermedad multigénica.
Estudiar enfermedades multigénicas es un proceso arduo
(de ahí que a este tipo de enfermedades se las conozca
como enfermedades complejas), ya que presentan una serie de inconvenientes que no tienen las enfermedades monogénicas. Éstas son más fáciles de estudiar ya que se heredan bajo el patrón de herencia mendeliana. Estudiando la
cosegregación de marcadores con la enfermedad en grandes pedigríes es relativamente sencillo dar con la región genética donde se encuentra el gen causal de la enfermedad.
Además, desde la aparición en la década de los cincuenta
del método estadístico de los LOD (logarithm of odds) se
han descubierto más de 400 genes implicados en enfermedades monogénicas. Sin embargo, como resulta evidente, la
AR no sigue un patrón de herencia mendeliano y es casi
imposible encontrar grandes pedigríes que contengan varios
individuos afectados. Cuando se hace un estudio de los
LOD, se obtiene una estimación del grado de ligamiento entre un marcador y la enfermedad midiendo la probabilidad
de que el marcador y el gen de la enfermedad estén efectivamente ligados y no asociados al azar. Este método estadístico, unido al descubrimiento de miles de marcadores
genéticos dispersos por todo el genoma, ha permitido localizar centenares de genes implicados en enfermedades monogénicas sin necesidad de información biológica. Sin embargo, cuando se trata de enfermedades complejas como la
AR nos encontramos, de nuevo, con obstáculos metodológicos. Para poder llevar a cabo un estudio de valores LOD es
necesario definir el modelo de herencia y, como resulta evidente, no existe modelo de herencia que se ajuste a lo observado en las familias de enfermos con AR. Por esta razón
se fueron desarrollando los llamados estudios de ligamiento
no paramétricos, donde, como su nombre indica, no es ne22
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JULIÀ A, ET AL. ENFERMEDADES COMPLEJAS: ARTRITIS REUMATOIDE COMO MODELO DE ESTUDIO
cesario definir a priori el modelo de herencia. Estos estudios
se basan en el concepto de que si existe un gen que contribuye a la susceptibilidad de padecer la enfermedad, entonces la región genética que lo contiene será coheredada, a
partir de un ancestro en común, por los miembros afectados de la familia de forma más frecuente que lo esperado
por azar. Existen varios tipos de estudios de ligamiento no
paramétricos, pero el que más se ha utilizado en el estudio
de la AR (y en las enfermedades complejas en general) es
el método ASP (affected-sibling pair). Se estudian parejas
de hermanos afectados en una familia y se determina si los
alelos que comparten son «iguales por descendencia»
(identical by descent [IBD]), es decir, que provienen de un
mismo progenitor. La prueba de la χ2 nos dirá si los alelos
se comparten entre los hermanos afectados más de lo esperado por el azar. El desarrollo de este tipo de análisis no paramétrico, junto al descubrimiento de miles de marcadores
altamente polimórficos repartidos por todo el genoma, permitió llevar a cabo lo que se conoce como estrategia del cribado genómico. En este tipo de estudio se analizan centenares
de marcadores polimórficos tipo microsatélite repartidos por
todo el genoma (normalmente suelen estar a distancias de
10 cM ~ 10 Mb el uno del otro). Dada la extensión del genoma (3 × 109 pb), esto significa que en un estudio de este
tipo se deben analizar, por cada individuo, de 300 a 500
marcadores diferentes. Como es de suponer, estudios de
este tipo son tremendamente costosos y tan sólo centros
con un alto nivel de recursos (o varios centros asociados)
pueden llevarlos a cabo. Por esta razón, no es de extrañar
que, hasta el momento, sólo se hayan publicado 4 estudios
de cribado genómico en la AR9-12. A pesar de que los loci
significativos no coinciden en ningún caso entre los 4 estudios (excepto para la región del HLA), sí que existen algunos
loci nominativos (cercanos a la significación) que se solapan.
Los motivos de las discrepancias pueden ser de diversa índole metodológica; sin embargo, las limitaciones a la hora de
interpretar los resultados de estos estudios de ligamiento han
sido muy discutidas y muchos, si no todos, podrían significar
nada más que falsos positivos13-15. Hasta ahora la experiencia en enfermedades complejas ha demostrado que, a pesar
de utilizar muchos marcadores, no es posible acotar el ligamiento a regiones de menos de 10 cM. Regiones cromosómicas tan grandes pueden contener centenares de genes,
por lo que es necesario definir una región más pequeña antes de empezar a buscar genes de susceptibilidad.
Una forma de acotar un área de ligamiento es utilizar métodos que detectan asociación en la presencia de ligamiento.
La asociación entre un marcador y el locus de la enfermedad depende de la presencia de desequilibrio de ligamiento, es decir, de la asociación no aleatoria de alelos. El concepto del desequilibrio de ligamiento proviene de la teoría
genética del individuo «fundador»: la primera persona que
sufre la mutación en el gen y la transmite a sus descendientes, quienes durante muchas generaciones comparten esa
misma región genética (y, por tanto, son susceptibles de padecer la enfermedad). Esta teoría implica que existiría una
ventana de tiempo en la que los alelos de los marcadores
muy cercanos al gen mutado serían siempre los mismos
hasta que, finalmente, sucesos de recombinación devolverían
el equilibrio de ligamiento de esa región. La asociación alélica (o desequilibrio de ligamiento) sólo se puede detectar en
distancias muy pequeñas, menores de 1 cM. Esta característica es la que explotan los métodos utilizados en la estrategia del gen candidato. Esta estrategia, como hemos dicho,
no busca ser una alternativa a la estrategia del cribado genómico, sino que la puede complementar. De esta forma,
se puede buscar si en las regiones genéticas en las que se
23
encontró ligamiento significativo, o incluso nominal, existe
algún gen conocido cuyo producto proteico pueda estar implicado en el origen de la enfermedad. Existen dos tipos
principales de estudios de asociación: los estudios de casos
y controles y los estudios basados en familias. En el primer
tipo de estudio se recoge una cohorte de individuos enfermos y se los compara con una cohorte de individuos sanos
no relacionados. En este caso basta un estadístico χ2 para
comparar las frecuencias alélicas de los enfermos con las
de los sanos. Si las distribuciones son significativamente diferentes, entonces el marcador está en desequilibrio de ligamiento (por tanto, muy cercano) con la mutación de la enfermedad. Por lo que respecta a la AR, se han estudiado
varios polimorfismos en (o cerca de) genes que se pensaba
podían estar asociados con la enfermedad, pero los resultados han sido, en la mayoría de los casos, conflictivos.
Desde hace unos años se considera que este tipo de estudios también es susceptible de dar resultados erróneos por
la estratificación de la población. En determinadas poblaciones como la americana, la inglesa o la española conviven
diferentes subgrupos poblacionales. Este fenómeno abre la
posibilidad a que, en estudios de casos y controles, los individuos que entran en el estudio como enfermos pertenezcan mayoritariamente a un subgrupo poblacional diferente
del de los controles. Esto hace posible la aparición de asociaciones (falsos positivos) únicamente por la heterogeneidad genética inherente de las poblaciones no aisladas. Para
evitar esta posible fuente de sesgo, Spielman et al16 desarrollaron en 1993 un test estadístico para detectar asociación
en presencia de ligamiento basado en familias, el TDT
(transmision disequilibrium test). En este test se estudia la
transmisión de alelos que potencialmente dan susceptibilidad a la enfermedad de un padre heterocigoto a un hijo enfermo. Se confirma así si este padre heterocigoto para un
alelo asociado y un alelo no asociado transmite el alelo asociado al hijo enfermo más de lo que se esperaría por azar.
De esta forma, se utilizan los propios miembros de la familia
como controles (el alelo que no es transmitido es el alelo
control), con lo que se evita la aparición de asociaciones espurias debidas a la estratificación poblacional. Además, otra
característica de este método es que permite el estudio de la
transmisión de haplotipos que se extienden a lo largo de varios marcadores adyacentes. No obstante, el poder de este
test para detectar asociación también se ve afectado por factores tales como la disponibilidad de los genotipos parentales, la estructura familiar o las características del marcador a
estudio. Con este método se encontró que las regiones cromosómicas del agrupamiento de la interleucina 1 (2q13)17 y
de la hormona liberadora de corticotropina (8q13)18 estaban
asociadas a la AR, pero estos resultados tampoco se han podido reproducir en otros grupos poblacionales19,20.
Detrás de todos estos conceptos no es difícil reconocer una
cierta incapacidad de la tecnología y de los métodos de estudio actuales para comprender el componente genético de
las enfermedades complejas. Pretendemos localizar efectos
genéticos probablemente de escasa magnitud, con marcadores genéticos brutos, en muestras de pacientes y familias
de tamaño inadecuado y con limitaciones inevitables debidas a la inherente heterogeneidad clínica de la enfermedad.
Tampoco podemos olvidar que los genes y el genoma no
actúan de forma aislada y que los factores ambientales son
igualmente importantes en la biología humana. La diversidad genética no sólo condiciona la susceptibilidad a padecer una enfermedad, sino también sus múltiples variaciones
fenotípicas y la respuesta a los tratamientos, y eso es lo que
verdaderamente nos obliga a ser cada vez más metódicos
en la anotación de las observaciones clínicas.
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