Assinaturas epigenômicas e metabolômicas do gene APOA2 por interação com gordura saturada

Introdução: A apolipoproteína A-II (APOA2) é um constituinte significativo das lipoproteínas de alta densidade (HDL) com papel biológico indefinido. Uma variante funcional putativa, -265 T>C (rs5082) dentro do promotor APOA2, demonstrou consistentemente interagir com a ingestão de gordura saturada (SFA) para influenciar o risco de obesidade.

Objetivo: Este estudo implementará uma abordagem integrativa para caracterizar a base molecular dessa interação.

Projeto: Os investigadores conduzirão uma varredura de todo o epigenoma em 80 participantes portadores do genótipo menos comum rs5082 (CC) ou do genótipo mais comum (TT) e consumindo um baixo (<22 g/d) ou alto (≥22 g /d) Dieta SFA, pareada por idade, sexo, IMC e status de diabetes no Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS). Os investigadores então validarão as descobertas em participantes selecionados na Genetics of Lipid Lowing Drugs and Diet Network (GOLDN) (n=379) e no Framingham Heart Study (FHS) (n=243). Análises de transcrição e metabolômica serão conduzidas para determinar a relação entre o estado epigenético, a expressão do mRNA de APOA2 e os metabólitos sanguíneos.

Fontes de dados. Seleção de estudo do Boston Puerto Rican Health Study (BPRHS), Genetics of Lipid Lowing Drugs and Diet Network (GOLDN) e Framingham Heart Study (FHS): No BPRHS, 40 participantes com genótipo CC em APOA2 -265T>C (rs5082 ) serão selecionados, com 20 relatando uma baixa ingestão de SFA (<22 g/d) e 20 indicando uma alta ingestão de SFA (≥22 g/d). Ao combinar idade, sexo, ingestão de SFA, status de diabetes tipo 2 e IMC para os 40 participantes com genótipo CC, o segundo conjunto de 40 participantes com genótipo TT de APOA2 -265T>C será selecionado da mesma população. No GOLDN, 107 participantes com genótipo CC e 272 com genótipo TT para APOA2 -265T>C, que não estavam tomando medicação para hipertensão, dislipidemia ou diabetes, serão selecionados para validar os achados do BPRHS. No FHS, os investigadores incluirão 73 participantes não aparentados com genótipo CC e 170 com genótipo TT em APOA2 -265T>C, que não tomavam medicamentos para hipertensão, dislipidemia ou diabetes. Os participantes de cada genótipo serão divididos em dois subgrupos com base na ingestão de SFA: baixo, <22 gramas/dia, alto, ≥22 gramas/dia.

Extração de dados. A metilação de DNA em todo o genoma de amostras de DNA isoladas em BPRHS e GOLDN foi quantificada usando matrizes de metilação humana Illumina Infinium® 450K (Illumina, San Diego, CA, EUA). O sinal de metilação em cada local de metilação será estimado como uma pontuação β, a proporção do sinal específico de metilação total e o valor P de detecção como a probabilidade de que a intensidade total para uma determinada sonda caia dentro da intensidade do sinal de fundo após a normalização e quantidade verificação de controle. Dados de metiloma FHS de dbGaP, access#:phg000492.v2, onde os status de metilação de 2.741 participantes foram medidos em amostras coletadas de participantes que compareceram à visita do exame 8 entre 2005 e 2008, usando a matriz de metilação humana Illumina Infinium® 450K. Os sinais de metilação serão processados ​​e normalizados como para BPRHS e GOLDN. Os investigadores obterão dados do transcriptoma FHS de dbGaP sob o acesso phe00002.v6. Perfil metabólico de amostras de plasma daqueles 80 participantes do BPRHS para os quais a análise de metiloma será realizada pela Metabolon, Inc. (Durham, NC, EUA) Resultados: O índice de massa corporal será o único resultado. Síntese de Dados. (1) Análise ampla do epigenoma do genótipo APOA2, por alta e baixa ingestão de SFA, será conduzida em 80 participantes caso/controle pareados de BPRHS, replicados em participantes selecionados de GOLDN e FHS usando modelos lineares mistos. (2) Uma meta-análise dos resultados das três populações será realizada usando o pacote meta R. A comparação do efeito alélico (beta) de APOA2 -265T>C da meta-análise entre baixa e alta ingestão de SFA será conduzido com SAS 9.4 usando um teste t. (3) Associações entre variantes epigenéticas e genótipos de APOA2 com expressão de mRNA de APOA2 serão testadas na ESF. (4) A análise de metaboloma será realizada nos mesmos 80 participantes caso/controle pareados de BPRHS, e os metabólitos serão correlacionados com variantes epigenéticas no locus APOA2. (5) Vias metabólicas enriquecidas serão examinadas em relação às variantes epigenéticas identificadas na região APOA2.

Plano de tradução do conhecimento: Os resultados serão divulgados por meio de apresentações interativas em reuniões científicas locais, nacionais e internacionais e publicação em revistas de alto fator de impacto. O público-alvo incluirá a saúde pública e as comunidades científicas com interesse em nutrição, diabetes, obesidade e doenças cardiovasculares. O feedback será incorporado e usado para melhorar a mensagem de saúde pública e as principais áreas para pesquisas futuras serão definidas. Os tomadores de decisão do candidato/co-candidato farão uma rede entre os líderes de opinião para aumentar a conscientização e participar diretamente como membros do comitê no desenvolvimento de diretrizes futuras.

Achados preliminares: No BPRHS, os investigadores identificaram o local de metilação cg04436964 como exibindo diferenças significativas entre os participantes CC e TT que consomem uma dieta rica em SFA, mas não entre aqueles que consomem baixo SFA. Resultados semelhantes foram observados em GOLDN e ESF. Além disso, na FHS, a metilação cg04436964 foi negativamente correlacionada com a expressão de APOA2 em participantes que consomem uma dieta rica em SFA. Além disso, ao consumir uma dieta rica em SFA, os portadores de CC apresentaram menor expressão de APOA2 em comparação com aqueles com o genótipo TT, mas os níveis de expressão foram semelhantes ao consumir uma dieta com baixo teor de SFA. Por fim, a análise metabolômica identificou quatro vias como super-representadas por diferenças de metabólitos entre os genótipos CC e TT com alta ingestão de SFA.

Significado: Os investigadores aplicarão abordagens multi-ômicas para investigar os fundamentos mecanísticos do genótipo APOA2 -265T>C pela interação SFA ligada à condição disruptiva da obesidade. os investigadores podem descobrir uma desregulação plausível de várias vias metabólicas. Este estudo ilustrará a eficácia de várias abordagens ômicas para interações gene-dieta bem estabelecidas e contribuirá com novas evidências para explorações em andamento do impacto da gordura saturada na saúde humana.