Une lettre de recherche récente publiée dans la revue Nature Recherche cardiovasculaire décrit deux nouveaux locus génétiques associés à la calcification de l’artère coronaire (CAC).
Le CAC est une mesure de l’athérosclérose et prédit les événements de maladie coronarienne (MAC). La calcification coronarienne est une manifestation de la plaque athéroscléreuse. Il est suggéré de contribuer à la rupture de la plaque lorsqu’elle est présente sous forme de microcalcifications, tandis que des feuilles de calcification plus étendues sont associées à la stabilisation de la plaque.
La calcification vasculaire est caractérisée par le changement de phénotype contractile vers ostéogénique des cellules musculaires lisses vasculaires (CMLV). Le phénotype ostéogénique est caractérisé par l’expression de marqueurs, notamment le régulateur principal du commutateur, le facteur de transcription 2 lié à Runt (RUNX2), et d’autres tels que la phosphatase alcaline (ALPL) et la protéine gamma-carboxyglutamate osseuse (BGLAP).
Les études d’association pangénomiques (GWAS) ont identifié plus de 200 locus associés aux événements coronariens et seulement quatre pour le CAC. Les quatre locus CAC sont également associés à des événements coronariens et leurs effets sont principalement liés à la progression de l’athérosclérose. L’identification de loci supplémentaires pour le CAC fournira un aperçu du mécanisme pathogène de la maladie cardiovasculaire athéroscléreuse.
Lettre : Le séquençage du génome entier révèle deux locus de calcification de l’artère coronaire et identifie le CSA comme un régulateur de la calcification vasculaire. Crédit d’image : sciencepics/Shutterstock
L’étude et les résultats
Dans la présente étude, les chercheurs ont réalisé un GWAS pour identifier les loci CAC. Environ 22 400 individus issus de 10 études, avec séquençage du génome entier et données CAC, ont été inclus et stratifiés en fonction de la race/origine ethnique. Les participants avaient en moyenne 58 ans, 53 % d’hommes et 47 % de femmes. La moitié de la population avait des CAC détectables. Dans les analyses à variante unique, plus de 28,5 millions de variantes avec un nombre d’allèles mineurs ≥ 50 ont été testées pour déterminer leurs associations avec le CAC.
Des variantes génétiques montrant une association significative avec le CAC ont été détectées dans six locus – 9p21, métallopeptidase matricielle 16 (MMP16), apolipoprotéine B (APOB), APOEarylsulfatase E (CUL), et le régulateur de phosphatase et d’actine 1/endothéline 1 (PHACTR1/EDN1). Ensuite, des variantes rares (fréquence des allèles mineurs <1%) ont été testées pour déterminer leurs associations avec le CAC en utilisant l'agrégation et le filtrage de variantes basés sur les gènes. Cela a abouti à une unité d'agrégation significative à l'échelle du génome pour la cartographie du CAC afin de APOB.
Cependant, les associations étaient insignifiantes une fois ajustées pour la variante d’indice identifiée à ce locus dans l’analyse à variante unique. Variantes génétiques dans MMP16 et CUL n’avaient pas été signalés auparavant comme étant associés à la coronaropathie ou au CAC à un niveau de signification à l’échelle du génome. L’association inverse entre CAC et l’allèle G du CUL la variante d’index (rs5982944) a suivi un mode de transmission récessif.
De plus, la variante d’indice à CUL était associée à la plaque carotidienne, au cholestérol à lipoprotéines de faible (LDL-C) et de haute densité (HDL-C) et à la pression artérielle systolique. Elle était également associée à une calcification de l’aorte thoracique ascendante et descendante. D’un autre côté, le MMP16 la variante d’index (rs13268080) montrait des associations nominales avec des événements coronariens et n’était pas associée de manière significative à d’autres phénotypes athéroscléreux.
De plus, l’analyse d’ensemble crédible suggère que le CUL la variante d’indice était la variante causale avec une probabilité a posteriori de 85 %. Cette variante était également associée à CUL niveaux d’expression des gènes dans diverses cellules et tissus, tels que l’aorte et les fibroblastes en culture. L’allèle G du CUL la variante d’indice était associée à une valeur inférieure CUL expression dans les fibroblastes en culture, ce qui suggère une augmentation CUL ces niveaux pourraient stimuler la calcification artérielle.
De même, le MMP16 la variante d’index était associée à MMP16 l’expression du gène. L’allèle G de cette variante dans l’aorte était associé à une réduction MMP16 niveaux d’ARN messager (ARNm). Des analyses plus approfondies suggèrent qu’une augmentation MMP16 l’expression pourrait inhiber la calcification. Ensuite, des analyses de perturbation fonctionnelle ont été effectuées dans les CMLV de l’artère coronaire pour examiner si CUL et MMP16 réguler le changement phénotypique et la calcification.
MMP16 l’expression dans les CMLV était réduite de 75 % lorsqu’elles étaient cultivées dans un milieu ostéogénique par rapport au milieu normal. Silence MMP16 n’a eu aucun effet sur le phénotype ostéogénique ni sur la calcification des CMLV. En revanche, l’expression de l’ASS a été multipliée par cinq (ARNm) et par 1,7 (protéine) lorsque les CMLV ont été cultivées dans un milieu ostéogénique par rapport aux milieux normaux.
Silence CUL diminué l’expression des marqueurs phénotypiques ostéogéniques (RUNX2, ALPL et BGLAP) et augmenté celle de la calponine (marqueur phénotypique contractile). Il a également réduit de 60 % les dépôts de calcium par les cellules dans les milieux ostéogéniques et augmenté la contractilité cellulaire. En augmentant CUL les niveaux de CMLV dans les milieux normaux ont provoqué une multiplication par sept de RUNX2 et une réduction de 70 % des niveaux de calponine.
De plus, la calcification des CMLV coronaires a été multipliée par quatre et la contractilité des artères coronaires a diminué de 70 %. Lorsque des expériences ont été réalisées avec des CMLV aortiques, les résultats étaient similaires à ceux des CMLV de l’artère coronaire. Suivant, CUL l’expression a été examinée dans les artères coronaires de patients atteints de coronaropathie ischémique et de témoins.
CUL l’expression était faible dans les artères coronaires des témoins mais significativement plus élevée chez les patients. L’expression de RUNX2 était également plus élevée dans les artères ischémiques calcifiées et co-localisée avec ARSE. Des expériences supplémentaires ont révélé que le CUL la variante de l’indice pourrait influencer CUL expression génique dans les cellules HEK293 et les cellules musculaires lisses de l’aorte et de l’artère coronaire humaines.
Conclusions
Ensemble, six loci associés au CAC ont été identifiés. Le CUL la variante d’index était limitée aux populations d’ascendance africaine. Les résultats impliquent CUL comme régulateur du changement de phénotype et de la calcification. CUL l’inactivation a augmenté la contractilité des CMLV mais a diminué les marqueurs phénotypiques ostéogéniques et la calcification, tandis que sa surexpression a induit des effets opposés. Dans l’ensemble, les résultats soulignent CUL comme cible médicamenteuse potentielle pour les maladies vasculaires calcifiantes.
