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. 2018 Sep 30;49(3):223–227. doi: 10.25100/cm.v49i2.2217

Paraoxonase-1 polymorphisms and cerebral ischemic stroke: a pilot study in mexican patients

Caracterización polimórfica de la paraoxonasa-1 en el infarto cerebral aterotrombótico de una poblacion mexicana: estudio piloto

María Fernanda Martínez-Salazar 1, María de la Luz Soriano-Martínez 2, Alina Juantorena-Ugas 2, Damianys Almenares-López 3, Petra Yescas 4, Marie-Catherine Boll 5, Antonio Monroy-Noyola 2,
PMCID: PMC6220488  PMID: 30410197

Abstract

Background:

The serum paraoxonase-1 (PON1) associated to HDL presents two common polymorphisms in the positions 192 and 55. These polymorphisms are considered determinant of the capacity of HDL to protect LDL from their oxidative modification. In this context, the PON1 genotype has been associated with cardiovascular diseases, including stroke.

Objective:

To determine the allelic and genotypic frequencies of PON1 L55M and Q192R as well as the enzymatic activities of PON1 in subjects with and without atherothrombotic stroke.

Methods:

There were included 28 people with atherothrombotic stroke and 29 without stroke. The genotyping was carried out by PCR-RFLP and the phenotyping by measurement of the activities of paraoxonase and arylesterase in serum.

Results:

For the polymorphism Q192R, the allelic frequencies (Q/R) were 0.46/0.54 and 0.48/0.52 (p= 0.843) for the control group and the group with stroke, respectively. While for the polymorphism L55M, the allelic frequencies (L/M) were 0.81/0.19 for the control group, and 0.78/0.22 for the group with stroke (p= 0.610). The activity levels of paraoxonase were not significantly different between the control and stroke groups (450 vs. 348 UI/mL, p= 0.093) While the activity levels of arylesterase were significantly different between the studied groups (90 vs. 70 UI/mL, p= 0.001); however, upon adjustment by multiple linear regression, it was not longer significant.

Conclusion:

The polymorphisms Q192R and L55M, and the paraoxonase activity of PON1 are not risk factors for atherothrombotic stroke according to the results of this study.

Keywords: Atherosclerosis, stroke, aryldialkylphosphatase, single nucleotide polymorphism, arylesterase, Carboxylic Ester Hydrolases

Introduction

The ischemic cerebrovascular disease (CVD) or cerebral stroke, is caused by the interruption of cerebral blood flow caused by a thrombus promoted by atherosclerosis or cardioembolism 1 . Atherothrombotic cerebral infarction is the most common subtype of cerebral infarctions, having an approximate frequency of 37% 2 being the clinical consequence of the atheromatous disease. Multiple factors induce atherogenesis, mainly oxidized- low density lipoproteins (ox-LDL), which trigger an immune response in the wall of the vessel participating in the development of atherosclerosis 3 . LDL oxidation degree depends on the balance of oxidants/antioxidants agents and the existing LDL concentration 4 . On the other hand, it is known that high density lipoproteins (HDL) have an anti-atherosclerotic role, since they metabolize ox-LDL in the arterial wall, transporting them to the liver for their elimination 5 , 6 . This capacity of the HDL is due to the association of enzymes such as paraoxonase-1 (PON1) and acetylhydrolase of the platelet activating factor (PAF-AH) which decrease LDL peroxidation 4 , 7 .

PON1 is a 355 amino acids enzyme, synthesized by the liver and secreted into the bloodstream, where it is associated with HDL 8 , 9 . PON1 presents a polymorphism at position 192 of the coding region, that is characterized by a substitution of a glutamine (Q) by an arginine (R) and another one at position 55, where there is a change from a Leucine (L) to a methionine (M) 10 . Q192R polymorphism affects the ability to hydrolyze organophosphorus compounds such as paraoxon 11 . The two Q192R polymorphism allozymes have different affinities and catalytic activities towards several substrates 12 . These polymorphisms also modify PON1 ability to protect LDLs from oxidation.

From the observed effect of common polymorphisms of PON1 on the protection by HDL against the oxidative modification of LDL, it has been suggested that homozygotes for Q and for M of PON1 could be less susceptible of developing atherosclerotic diseases, and homozygotes for R and L could be more prone to develop those diseases 13 . The frequent association of RR genotype of PON1 192 with the risk of cardiovascular diseases reflects a diminished efficiency in the metabolism of oxidized lipids and/or less stability of this alloenzyme compared with QQ genotype 14 . In this context, PON1 Q192R and PON1 L55M polymorphisms, as well as enzymatic activity of PON1, have been considered a tool that can contribute to the risk estimation of atheromatous diseases. Thus, the aim of this study was to investigate the relationship between PON 1 genetic polymorphisms and ischemic CVD of atherosclerotic etiology.

Materials and Methods

A study of cases and controls was conducted by the National Institute of Neurology and Neurosurgery (INNN) in Mexico City, during the year 2005. The participants or relatives signed an informed consent and answered a questionnaire (demographic, clinical and life styles data) and provided a venous blood sample for biochemical and molecular analysis. The case group were hospitalized subjects between 35 and 85 years of age, with a recent diagnostic of ischemic CVD atherothrombotic type in acute phase. The control group was subjects between 35 and 75 years of age who passed the established tests for blood donation in the same hospital. The study was approved by the INNN Bioethics Committee (No. 67/01).

For biochemical assays the Hitachi 912 autoanalyzer (Roche, Basel, Switzerland) was used. The total serum cholesterol (TC) and triglycerides (TG) determination were carried out with CHOD-PAP, HDL-C with HDL-C plus third generation and LDL-C with LDL-C second generation (Roche Diagnostic).

Paraoxonase activity was determined in serum by modifying the Eckerson method 15 . The enzyme-substrate reaction was initiated by the addition of 20 µL of serum plus 980 µL of buffer pH 8 (Tris 10 mM, 1 mM CaCl2, 2.6 M NaCl µL, 1 mM of paraoxon). The rate of hydrolysis was determined with a UV-VIS spectrophotometer (Varian Cary 50, Varian Inc., Palo Alto, CA) by measuring the hydrolysis product (p-nitrophenol) at a wavelength of 412 nm. Increases in A412 continued for 5 min (a molar extinction coefficient of 17,100 M-1 cm-1 was used) 16 . For the arilesterase activity, 2,995 µL of phenyl acetate (1 mM) was used as a substrate in a pH 8 buffer (Tris 10 mM CaCl2 1 mM) and 5 µL of serum. The hydrolysis rate was determined by measuring the product (phenol) at 270 nm wavelength, monitoring it for 3 min and registering the value before and after the incubation was obtained. Absorbance was adjusted based on the molar extinction coefficient 1,310 M cm−1 ( 15 .

To determine PON1-Q192R and PON1-L55M genetic polymorphisms, genomic DNA was extracted from whole blood using a commercial Kit (AquapureTM Genomic DNA kit, Bio-rad Laboratories, Hercules, CA). The identification of PON1 genotypes was carried out by PCR-RFLP 17 , with further digestion of the amplified products with BspPI restriction enzymes (Fermentas) for PON1-Q192R and Hin1II (Fermentas) for PON1-L55M. The digested fragments were separated by electrophoresis and visualized in polyacrylamide gels at 7.5% and 20% for PON1-L55M (two fragments of 126 and 44 pb) and PON1-Q192R (two fragments of 66 and 33 pb), respectively. The laboratory personnel carried out the samples genotyping in a blind test which included control samples (identified previously by sequencing) and the experimental samples validation. The concordance with the control samples was 100%.

The categorical variables were compared by using Chi square test. The variables with normal distribution were compared by a Students-t or ANOVA. Those non normal variables were analyzed with the U test of Mann-Whitney and were further transformed to logarithmic values to carry out the regression tests. The variables were evaluated in a simple linear regression, those with a p-value of less than or equal to 0.1 were included in a saturated model of multiple linear regression, eliminating those that lost statistical significance. Age and sex were maintained for being potentially confounding. The data were analyzed by using the SPSS® statistical program version 13, with a statistical significance of 0.05.

Results

 The present study included 28 cases of atherothrombotic cerebral infarction and 29 controls. Table 1 show that age, sex and alcohol and tobacco consumption were different between cases and controls. The clinical parameters of BMI, serum lipids (with the exception of triglycerides) and hypercholesterolemia were similar between both groups.

Table 1. Clinical and anthropometric characteristics and allele/genotype frequencies of the study groups.

  Controls (n= 28) Cases (n= 29) p*
Age (years) † 48 (43-54.5) 61 (53-71.5) 0.001
Male/female 21/8 13/17 0.024
BMI (kg/m2) † 27. 12±0. 80 27. 77±0. 78 0.568
TG (mg/dL) † 31.02 23.41 0.073
Total-C (mg/dL) † 213. 62±10. 06 191. 98±9. 05 0.116
HDL-C (mg/dL) † 28.18 22.82 0.193
LDL-C (mg/dL) † 124. 41±9. 97 124. 22±6. 31 0.987
HTA, n (%) 2 (6.9) 16 (55.2) < 0.001
DM, n (%) 0 (0.0) 9 (31.0) 0.001
Tobacco consumption, n (%) 2 (6.9) 8 (27.6) 0.037
Alcohol consumption, n (%) 0 (0.0) 8 (28.6) 0.002
Genotype PON1-L55M Frequency (%) Frequency (%)  
LL 66.7 69 0.282
LM 29.6 17.2  
MM 3.7 13.8  
Allele L 81.5 77.6 0.610
Allele M 18.5 22.4  
Genotype PON1-Q192R      
QQ 21.4 27.6 0.786
QR 50.0 41.4  
RR 28.6 31.0  
Allele Q 46.4 48.3 0.843
Allele R 53.6 51.7  

†Continuous variables are expressed as the mean ± standard error or median (25 quartile- 75 quartile).

* Value significance for Students t or Chi square test.

Triglycerides (TG), HDL cholesterol (HDL-C) and LDL cholesterol (LDL-C), the value of significance was for U-Mann Whitney. Total-C: total cholesterol.

The genotypes frequencies of Q192R and L55M polymorphisms of PON1 (Table 1) were not statistically different (p= 0.786 and p= 0.282, respectively) between the control and case groups. Subsequently, the allelic distributions of Q/R and L/M for the Q192R and L55M polymorphisms respectively, were compared and no differences were found.

The paraoxonase activity of PON1 was greater in the control group (450.27 UI/mL) than in the case group (348.35 UI/mL), although the difference was not statistically significant (p= 0.093). This was similar to the arylesterase activity of PON1, which was greater in the control group (89.96 IU/mL) than in the case group (69.63 IU/mL), being this difference statistically significant (p= 0.001) (Fig. 1).

Figure 1. Paraoxonase and arylesterase activities of serum PON1. Bars represent the confidence interval at 95%; (a) paraoxonase activity, p= 0.093 and (b) arylesterase activity, p= 0.001, by student t test.

Figure 1

In the simple regression analysis for paraoxonase activity (Table 2), it was observed that such activity was explained by serum triglyceride, by arylesterase, by both polymorphisms and by the (cases vs controls). In the multiple regression model, it was demonstrated that age, arylesterase and Q192R polymorphism, were the factors that determined in a significant and independent way paraoxonase activity variation in 78.5%. It was also found that diagnosis (p = 0.85 in the saturated model, data not shown), did not influence paraoxonase activity of the subjects.

Table 2. Linear regression analysis for paraoxonase activity.

Simple regression β1 Adjusted r2 p
Age -450.54 0.022 0.136
Sex -38.85 -0.011 0.532
BMI 9.41 0.008 0.232
TG * 201.54 0.035 0.096
Total-C 0.77 0.007 0.252
HDL-C 105.59 -0.018 0.731
LDL-C -0.026 -0.022 0.975
Hypercholesterolemia 37.98 -0.013 0.594
HTA -37.70 -0.012 0.576
DM -51.78 -0.011 0.548
Tobacco consumption 39.78 -0.014 0.630
Alcohol consumption 28.01 -0.017 0.756
Statins -36.63 -0.017 0.769
Diagnosis * -101.92 0.032 0.093
Arylesterase activity * 2.13 0.030 0.100
PON192 * 232.72 0.563 < 0.0001
PON55* -127.73 0.127 0.004
Multiple regression β1 Adjusted r2 p
Age -327.80   0.0370
Arylesterase activity 3.993 0.785 < 0.0001
PON192 271.43   < 0.0001

*Variables with a p value ≤ 0.1.

† statistically significant variables (p < 0.05).

TG: triglycerides, Total-C: total cholesterol, HDL-C: HDL- cholesterol, LDL-C: LDL- cholesterol, β1: slope value and r2 adjusted: coefficient of correlation.

For arylesterase activity (Table 3), in the simple regression analysis, the variables of diagnosis, age, total cholesterol, alcohol consumption and Q192R polymorphism were related with the activity. In the multiple regression analysis, age, alcohol consumption and total cholesterol (the latter with a marginal significance) determined in a significant and independent way the arylesterase activity variation, although they only explained it in a 27.6%. The statistical difference obtained from the arylesterase activity between control and case groups was not longer significant upon adjustment during the multiple linear regression.

Table 3. Linear regression analysis for arylesterase activity.

Simple regression β1 Adjusted r2 p
Age * -89.70 0.134 0.003
Sex -2.68 -0.014 0.669
BMI -0.028 -0.019 0.970
TG 13.27 0.010 0.225
Total-C* 0.120 0.062 0.042
HDL-C 21.01 -0.008 0.433
LDL-C 0.092 0.012 0.214
Hypercholesterolemia 1.43 -0.017 0.841
HTA -6.28 -0.002 0.353
DM -5.12 -0.011 0.554
Tobacco consumption -9.66 0.007 0.242
Alcohol consumption * -26.41 0.173 0.001
Statins -11.45 -0.002 0.354
Diagnosis * -20.33 0.175 0.001
PON192 * -9.08 0.064 0.032
PON55 2.57 -0.013 0.601
Multiple regression β1 r2 adjusted p
Age -64.74   0.019
Total-C 0.103 0.276 0.051
Alcohol consumption -15.578   0. 041

* Variable with a p value ≤0. 1.

† Statistically significant variables (p < 0.05).

TG: triglycerides, Total-C: total cholesterol, HDL-C: HDL cholesterol, LDL-C: LDL cholesterol, β1: value of the slope and r2 adjusted: correlation coefficient.

Discussion

In this research, the analysis of the allelic distribution and the corresponding genotypes for Q192R and L55M of the PON1 polymorphisms showed an absence of risk due to these genetic factors for atherothrombotic CVD, similar to the ones found in other populations, even with a larger sample, for risk of coronary heart disease 18 and cerebral infarction 19 . However, there are still conflicting results, since in a meta-analysis, it was found that there is a small increase in suffering cerebral infarction in people presenting the R allele of Q192R polymorphism 20 . An optimal analysis of the relationship between PON1 polymorphisms and CVD in our population could be carried out, increasing the number of individuals in the control and case groups,

Regarding PON1 activity, this study demostrated that control subjects and the subjects with infarction had no differences in the paraoxonase and arylesterase activities, thus, the level of activity of this enzyme did not represent a risk for the atherothrombotic infarction. The linear regression analysis allowed us to know that age is one of the factors which have influence in the levels of the paraoxonase and arilesterase activities of PON1. While alcohol consumption and cholesterol levels were factors which also had an independent effect regardless of age on the arilesterase activity, suggests to consider such variables in future studies in order to confirm its effect on PON activity.

The arylesterase activity has been used as a measure of PON1 level 8 , 14 , 21 . Therefore, the homogeneous distribution that was found in the arilesterase activities among QQ, QR and RR genotypes suggests similar levels of this enzyme. Differences found in paraoxonase activity were not dependent on PON1 level but on Q192R genotype, as it was proposed when the polymorphism was discovered for the first time 15 .

Comparing our control group with the reference group in a study carried out in the United Kingdom 18 , we found a notable difference between paraoxonase activities (450.27 vs. 214.6 Ul/mL) where Mexican subjects presented the higher activity. After grouping by genotype the same comparison, the paraoxonase activities in the control subjects QQ, QR, and RR (122.3, 463.9 and 695.1 UI/mL, respectively) were also higher than in the respective genotype (116, 226, and 396.4 UI/mL) of the control group in the United Kingdom 18 (the taken data were the reported medians). It is possible that such differences are explained by a different exposure among both populations such as environmental factors and other factors which regulate the PON1 expression, stimulate or inhibit its activity. A comparison must be done between both control groups.

One of the limitations of this work was the samples size, as well as the fact that it was not possible to assess the effect of other variables such as food habits, drug therapies or comorbid diseases that could influence arilesterase and paraoxonase activities of PON-1.

Conclusion

In this study where Mexican subjects were included, Q192R and L55M polymorphisms, paraoxonase and arilesterase activities from PON1 are not risk factors for atherothrombotic cerebral infarction.

Acknowledgements:

Dr. Bert the Du and the Dr. Dragomir Draganov of the Department of Pharmacology of the University of Michigan for its advice on measurements of PON-1.

Footnotes

Funding: CONACYT scholarship with Registration number 188830. Stimulus granted 2003 / 2005 by The Miguel Alemán Foundation .

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Caracterización polimórfica de la paraoxonasa-1 en el infarto cerebral aterotrombótico de una poblacion mexicana: estudio piloto

Introducción

La enfermedad vascular cerebral (EVC) isquémica o infarto cerebral, es causada por la interrupción del flujo sanguíneo cerebral ocasionada por un trombo promovido por la ateroesclerosis o la cardioembolia 1. El infarto cerebral aterotrombótico es el subtipo más común de los infartos cerebrales, tiene una frecuencia aproximada del 37% 2 y es la consecuencia clínica de la enfermedad ateromatosa. Múltiples factores inducen la aterogénesis, principalmente lipoproteínas de baja densidad (LDL) oxidadas, las cuales desencadenan una respuesta inmunológica en la pared del vaso sanguíneo y participan en el desarrollo de la ateroesclerosis 3. El grado de oxidación de las LDL depende del balance de agentes oxidantes/antioxidantes y de la cantidad de LDL existente 4. Por otro lado, se sabe que las lipoproteínas de alta densidad (HDL) tienen un papel anti-ateroesclerótico, ya que metabolizan moléculas de LDL oxidadas de la pared arterial, transportándolas al hígado para su eliminación 5,6. Esta capacidad de la HDL es debida a la asociación de enzimas como la paraoxonasa 1 (PON1) y la acetilhidrolasa del factor activador de plaquetas (PAF-AH) que disminuyen la peroxidación de las LDL 4,7.

PON1 es una enzima de 355 aminoácidos, sintetizada en el hígado y secretada en la sangre, donde se encuentra unida a las HDL 8,9. PON1 presenta, un polimorfismo en la posición 192 en la región codificante, que se caracteriza por una sustitución de una glutamina (Q) por una arginina (R) y otra en la posición 55, donde se evidencia un cambio de una leucina (L) por una metionina (M) 10. El polimorfismo Q192R afecta la capacidad para hidrolizar los compuestos organofosforados como el paroxón 11. Las dos aloenzimas del polimorfismo Q192R tienen afinidades y actividades catalíticas diferentes frente a varios sustratos 12. Estos polimorfismos también modifican la capacidad de la PON1 para proteger in vitro a las LDLs de la oxidación.

A partir del efecto observado de los polimorfismos comunes de la PON1 sobre la protección por las HDL ante la modificación oxidativa de las LDL, se ha sugerido que los individuos homocigotos para Q y para M de la PON1 podrían ser menos susceptibles a desarrollar enfermedades de origen ateroesclerótico, y que individuos homocigotos para R y para L podrían ser más propensos a desarrollar dichas enfermedades 13. La frecuente asociación del genotipo RR de PON1-192 con el riesgo de enfermedades cardiovasculares refleja una eficiencia disminuida en el metabolismo de lípidos oxidados y/o una menor estabilidad de esta aloenzima, comparada con el genotipo QQ 14. En este contexto, los polimorfismos Q192R y L55M, así como la actividad enzimática de la PON1, se han considerado una herramienta que puede contribuir a la estimación del riesgo de padecer las enfermedades referidas. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue investigar la relación de los polimorfismos genéticos de PON1 con la EVC isquémica, de etiología ateroesclerosa.

Materiales y Métodos

Se realizó un estudio de casos y controles en el Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía (INNN), de la Ciudad de México, durante el año 2005. Los participantes o familiares responsables, firmaron un consentimiento informado, contestaron un cuestionario (datos demográficos, clínicos y de estilos de vida) y proporcionaron una muestra de sangre venosa para análisis bioquímicos y moleculares. Los casos fueron sujetos hospitalizados de 35 a 85 años de edad con diagnóstico reciente de EVC isquémica de tipo aterotrombótica en fase aguda. Los controles fueron sujetos entre 35 y 75 años que pasaron las pruebas establecidas para la donación de sangre del mismo hospital. El estudio fue aprobado por el Comité de Bioética del INNN (No. 67/01).

Para los ensayos bioquímicos se empleó el autoanalizador Hitachi 912 (Roche, Basel, Switzerland). La determinación de colesterol total sérico (TC) y triglicéridos TG se realizó con CHOD-PAP, HDL-C con HDL-C plus 3ª generación y LDL-C con LDL-C 2ª generación, todas de Roche Diagnostic.

La actividad paraoxonasa se determinó en suero a través de modificaciones al método de Eckerson 15, 20 µL de suero más 980 µL de amortiguador pH 8 (Tris 10 mM, CaCl2 1 mM, 2.6 M de NaCl µL, 1 mM de paraoxón), midiendo el producto de hidrólisis (p-nitrofenol) a una longitud de onda de 412 nm durante 5 min, (se utilizó un coeficiente de extinción molar de 17,100 16. Para la actividad arilesterasa se utilizaron 2,995 µL de acetato de fenilo 1 mM en un amortiguador pH 8 (Tris 10 mM, CaCl2 1 mM) y 5 µL de suero. La velocidad de hidrólisis se determinó midiendo el producto (fenol) a una longitud de onda de 270 nm, se monitoreó durante 3 min y se tomó el valor antes y después de la incubación. Se ajustó la absorbancia en base a su coeficiente de extinción molar de 1,310 M−1cm−1 (15.

Para la determinación de los polimorfismos genéticos de PON1-Q192R y PON1-L55M, el DNA genómico se extrajo a partir de sangre completa mediante un Kit comercial (AquapureTM Genomic DNA kit, Bio-rad Laboratories, Hercules, CA). La identificación de los genotipos de PON1 se realizó por PCR 17, con posterior digestión de los productos amplificados con enzimas de restricción BspPI (Fermentas) para PON1-Q192R y Hin1II (Fermentas) para PON1-L55M. Los fragmentos digeridos fueron separados por electroforesis y visualizados en geles de poliacrilamida al 7.5% y 20% para PON1-L55M (dos fragmentos de 126 y 44 pb) y PON1-Q192R (dos fragmentos de 66 y 33 pb), respectivamente. El personal de laboratorio llevó a cabo la genotipificación de las muestras en una prueba ciega que incluyó muestras control (identificadas previamente mediante secuenciación) y las muestras experimentales para su validación. La concordancia con las muestras control fue del 100%.

Las variables categóricas se compararon mediante Chi cuadrado. Las variables con distribución normal se compararon mediante t de Student o ANOVA, aquellas variables no normales se analizaron con la prueba U de Mann-Whitney y posteriormente se transformaron a valores logaritmos para realizar las pruebas de regresión. Se evaluaron las variables en una regresión lineal simple, aquellas con un valor de p menor o igual a 0.1, se incluyeron en un modelo saturado de regresión lineal múltiple, eliminando aquellas que perdían significancia estadística, se mantuvieron edad y sexo por ser potenciales confusoras. Los datos fueron analizados con el programa estadístico SPSS® versión 13, con una significancia estadística de 0.05.

Resultados

En el presente trabajo se incluyeron 28 casos de infarto cerebral aterotrombótico y 29 controles. En la Tabla 1 se observa que la edad, el sexo y el consumo de alcohol y tabaco fueron distintos entre casos y controles. Los parámetros clínicos de IMC, lípidos séricos (a excepción de triglicéridos) e hipercolesterolemia fueron similares entre ambos grupos.

Tabla 1. Características clínicas, antropométricas y frecuencias alélicas y genotípicas de los grupos de estudio.

Controles (n= 28) Casos (n= 29) p*
Edad (años) † 48 (43-54.5) 61 (53-71.5) 0.001
Hombre/mujer 21/8 13/17 0.024
IMC (kg/m2) † 27.12±0.80 27.77±0.78 0.568
TG (mg/dL) † 31.02 23.41 0.073
C-Total (mg/dL) † 213.62±10.06 191.98±9.05 0.116
C-HDL (mg/dL) † 28.18 22.82 0.193
C-LDL (mg/dL) † 124.41±9.97 124.22±6.31 0.987
HTA, n (%) 2(6.9) 16(55.2) < 0.001
DM, n (%) 0(0.0) 9(31.0) 0.001
Consumo de tabaco n (%) 2(6.9) 8(27.6) 0.037
Consumo de alcohol, n (%) 0(0.0) 8(28.6) 0.002
Genotipo PON1-L55M Frequency (%) Frequency (%)
LL 66.7 69 0.282
LM 29.6 17.2
MM 3.7 13.8
Alelo L 81.5 77.6 0.610
Alelo M 18.5 22.4
Genotipo PON1-Q192R
QQ 21.4 27.6 0.786
QR 50.0 41.4
RR 28.6 31.0
Alelo Q 46.4 48.3 0.843
Alelo R 53.6 51.7

†Las variables continuas están expresadas como la media ±error estándar o mediana (cuartil 25-cuartil 75).

* Valor de la significancia para t de Student o Chi cuadrado.

Para triglicéridos (TG), colesterol de HDL (C-HDL) y colesterol de LDL (C-LDL) el valor de la significancia fue para U de Mann Whitney. C-Total: colesterol total.

Las frecuencias de las tres clases genotípicas correspondientes a los polimorfismos Q192R y L55M de la PON1 (Tabla 1) no fueron estadísticamente diferentes (p= 0.786 y p= 0.282, respectivamente) entre el grupo control y de casos, posteriormente se compararon las distribuciones alélicas de Q/R para el polimorfismo Q192R y L/M para el polimorfismo L55M las cuales tampoco fueron diferentes entre ambos grupos.

La actividad paraoxonasa de la PON1 fue mayor en el grupo control (450.27 UI/mL) en relación al grupo de casos (348.35 UI/mL), aunque no fue estadísticamente significativo (p= 0.093). Situación similar a la actividad arilesterasa de la PON1, que fue mayor en el grupo control (89.96 UI/mL) en relación al grupo de casos (69.63 UI/mL), siendo esta diferencia estadísticamente significativa (p= 0.001) (Fig. 1).

Figura 1. Actividades paraoxonasa y arilesterasa de la PON1 en suero. Las barras representan el intervalo de confianza al 95%. p= 0.093 para paraoxonasa (a) y p= 0.001 para arilesterasa (b), por t de Student.

Figura 1

En el análisis de regresión simple para la actividad paraoxonasa (Tabla 2), se observa que dicha actividad fue explicada por los niveles séricos de triglicéridos, por la actividad arilesterasa, por ambos polimorfismos y por el diagnóstico (casos vs controles). En el modelo de regresión múltiple se demostró que la edad, la actividad arilesterasa y el polimorfismo Q192R, fueron los factores que determinaron de manera significativa e independiente en un 78.5% la variación de la actividad paraoxonasa. También se encontró que el diagnóstico (p=0.85 en el modelo saturado, dato no mostrado), no influyó en la actividad paraoxonasa de los sujetos de este estudio.

Tabla 2. Análisis de regresión lineal para la actividad paraoxonasa.

Regresión simple β1 r2 ajustado p
Edad -450.54 0.022 0.136
Sexo -38.85 -0.011 0.532
IMC 9.41 0.008 0.232
TG* 201.54 0.035 0.096
C-Total 0.77 0.007 0.252
C-HDL 105.59 -0.018 0.731
C-LDL -0.026 -0.022 0.975
Hipercolesterolemia 37.98 -0.013 0.594
HTA -37.70 -0.012 0.576
DM -51.78 -0.011 0.548
Tabaquismo 39.78 -0.014 0.630
Alcoholismo 28.01 -0.017 0.756
Estatinas -36.63 -0.017 0.769
Diagnóstico* -101.92 0.032 0.093
Actividad arilesterasa* 2.13 0.030 0.100
PON192* 232.72 0.563 < 0.0001
PON55* -127.73 0.127 0.004
Regresión múltiple β1 r2 ajustado p
Edad -327.80 0.0370
Actividad arilesterasa 3.993 0.785 < 0.0001
PON192 271.43 < 0.0001

*Variables con un valor p≤ 0.1.

†variables estadísticamente significativas (p <0.05).

TG: triglicéridos, C-Total: colesterol total, C-HDL: colesterol de HDL, C-LDL: colesterol de LDL, β1: valor de la pendiente y r2 ajustado: coeficiente de correlación.

En relación a la actividad arilesterasa (Tabla 3), en el análisis de regresión simple, las variables de diagnóstico, edad, colesterol total, alcoholismo y el polimorfismo Q192R estuvieron relacionados con la actividad. En el análisis de regresión múltiple, la edad, el consumo de alcohol y el colesterol total (este último con una significancia marginal) determinaron de manera significativa e independiente la variación de la actividad arilesterasa, aunque sólo lo explicaron en un 27.6%. La d iferencia estadística obtenida de la actividad arilesterasa entre controles y casos dejo de ser significativa al ajustarla durante la regresión lineal múltiple.

Tabla 3. Análisis de regresión lineal para la actividad arilesterasa.

Regresión simple β1 r2 ajustado p
Edad* -89.70 0.134 0.003
Sexo -2.68 -0.014 0.669
IMC -0.028 -0.019 0.970
TG 13.27 0.010 0.225
C-Total* 0.120 0.062 0.042
C-HDL 21.01 -0.008 0.433
C-LDL 0.092 0.012 0.214
Hipercolesterolemia 1.43 -0.017 0.841
HTA -6.28 -0.002 0.353
DM -5.12 -0.011 0.554
Tabaquismo -9.66 0.007 0.242
Alcoholismo* -26.41 0.173 0.001
Estatinas -11.45 -0.002 0.354
Diagnóstico* -20.33 0.175 0.001
PON192* -9.08 0.064 0.032
PON55 2.57 -0.013 0.601
Regresión múltiple β1 r2 ajustado p
Edad -64.74 0.019
C-Total 0.103 0.276 0.051
Alcoholismo -15.578 0.041

*Variables con un valor p ≤0.1.

†variables estadísticamente significativas (p <0.05).

TG: triglicéridos, C - Total: colesterol total, C-HDL: colesterol de HDL, C-LDL: colesterol de LDL, β1: valor de la pendiente y r2 ajustado: coeficiente de correlación.

Discusión

En la presente investigación, el análisis de la distribución alélica y de los genotipos correspondientes a los polimorfismos Q192R y L55M de la PON1 demostró una ausencia de riesgo por estos factores genéticos para la EVC aterotrombótica, similar a lo encontrado en otras poblaciones, aún con una muestra mayor, para el riesgo de enfermedad coronaria 18 e infarto cerebral 19. Sin embargo, existen aún resultados contradictorios, ya que en un meta- análisis realizado se encontró que hay un pequeño incremento a padecer infarto cerebral en personas que presentan el alelo R del polimorfismo Q192R 20. Posiblemente, aumentando el número de individuos en los grupos control y de casos se realizaría un óptimo análisis de la relación entre los polimorfismos de la PON1 y la EVC en nuestra población.

Respecto a la actividad de la PON1, en este estudio se demostró que los sujetos control y los sujetos con infarto no tuvieron diferencias en las actividades paraoxonasa y arilesterasa, por lo que el nivel de actividad de esta enzima no representó un riesgo para el infarto aterotrombótico. El análisis de regresión lineal permitió conocer que la edad es uno de los factores que influyen en los niveles de las actividades paraoxonasa y arilesterasa de la PON1. Mientras que el consumo de alcohol y los niveles de colesterol fueron factores que también tuvieron un efecto independiente de la edad sobre la actividad arilesterasa, lo cual sugiere considerar dichas variables en futuros estudios para confirmar su efecto sobre la actividad de PON, así como elucidar el mecanismo por el cual la disminuye.

La actividad arilesterasa se ha utilizado como una medida del nivel de PON1 8,14,21, por lo tanto, la distribución homogénea que se encontró de las actividades arilesterasa entre los genotipos QQ, QR y RR sugiere una presencia similar de esta enzima y que las diferencias encontradas en la actividad paraoxonasa entre los subgrupos genotípicos no fueron dependientes de la cantidad de la PON1 sino del genotipo, como fue propuesto cuando se descubrió este polimorfismo por primera vez 15.

Comparando nuestro grupo control con el grupo de referencia de un estudio realizado en el Reino Unido 18, encontramos una diferencia notable entre las actividades paraoxonasa (450.27 vs. 214.6 Ul/mL), presentando los sujetos mexicanos el promedio más alto de esta actividad. En este mismo cotejo, después de agrupar por genotipo se observó lo mismo, esto es, las actividades paraoxonasa en los sujetos control QQ, QR y RR (122.3, 463.9 y 695.1 UI/mL, respectivamente) fueron en promedio más altas que en los respectivos genotipos (116, 226 y 396.4 UI/mL) del grupo control del estudio en el Reino Unido 18 (los datos tomados fueron las medianas reportadas). Tal vez estas diferencias son explicadas por una exposición diferente entre ambas poblaciones a factores ambientales conocidos y a otros que aun no se conocen, los cuales regulan la expresión de la PON1 o estimulan o inhiben su actividad, habría que hacer una comparación entre ambos grupos control.

Una de las limitaciones de este trabajo fue el tamaño de muestra, así como también el hecho de que no fue posible evaluar el efecto de otras variables como hábitos alimentación, terapias medicamentosas o enfermedades concomitantes que podrían influir en las actividades arilesterasa y paraoxonasa de la PON-1.

Conclusión

Los polimorfismos Q192R y L55M, las actividades paraoxonasa y arilesterasa de PON1 no son factores de riesgo para el infarto cerebral aterotrombótico en este estudio donde se incluyeron sujetos mexicanos.

Agradecimientos:

Al Dr. Bert La Du y al Dr. Dragomir Draganov del Departamento de Farmacología de la Universidad de Michigan por su asesoría en las mediciones de PON-1.

Footnotes

Financiación: CONACYT por la beca con no. Registro 188830 otorgada y a la Fundación Miguel Aleman A.C. por el estímulo otorgado 2003/2005


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