El complejo génico de IL-1 y resistencia a la insulina: polimorfismos asociados, haplotipos y métodos para usarlos.

Un método para determinar si un sujeto es propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a lainsulina,

que comprende detectar por lo menos una copia del alelo 1 (C) de IL-1B (- 511), por lo menos una copia delalelo 2 (T) de IL-1A (+4845) y por lo menos una copia del alelo 2 (T) de IL-1B (+3954) en el sujeto.

El complejo génico de IL-1 y resistencia a la insulina: polimorfismos asociados, haplotipos y métodos para usarlos Campo de la invención La presente invención se refiere en parte a métodos y composiciones que se refieren a la identificación y el uso de información genética del complejo génico de IL-1, incluyendo la estructura y la organización de nuevos genes de tipo IL-1 que se hallan dentro del locus de IL-1, como también a polimorfismos y haplotipos asociados con estos genes.

Antecedentes de la invención La IL-1 es una citocina inflamatoria primaria y ha sido implicada en la mediación de enfermedades inflamatorias patológicas tanto agudas como crónicas. Dos moléculas funcionalmente similares, IL-1α e IL-1β, están codificadas por genes separados (respectivamente, IL1A e IL1B) . El tercer gen de la familia (IL1RN) codifica el antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) , una molécula de no señalización anti-inflamatoria que compite por la unión del receptor con IL-1α e IL-1β. La comparación por emparejamiento de IL-1α, IL-1β e IL-1ra produce <25% de identidad en cada caso, incluso la cristalografía de rayos X de IL-1β e IL-1ra revela pliegues muy similares (Priestle et al. (1989) PNAS USA 86: 9667-967) ; Vigers et al. (1994) Biol Chem 269: 12874-12879) . Estructuralmente, las proteínas consisten en un dominio sencillo de 12 láminas β incorporadas, conocidas como beta-tresbolillo. Dado que la mayoría de las interacciones empaquetadas exhiben átomos de cadena principal, se ha argumentado que algunos aminoácidos invariables son residuos requeridos para producir el pliegue de IL-1, en consecuencia, ha sido posible la diversificación extensa de las secuencias codificantes de los genes. Un pliegue muy similar se logra en un inhibidor de tripsina de soja sin ninguna similitud de secuencia detectable. Las tres proteínas se unen al único receptor de señalización funcional para IL-1, el receptor de IL-1 de tipo I (IL-1R1) (véase Sims et al. (1993) PNAS USA 90: 61556159) .

La IL-1 se ha caracterizado principalmente como el producto de monocitos estimulados, macrófagos y queratinocitos, pero se han sugerido funciones importantes para IL-1 liberada de células endoteliales y músculo liso (revisado por Ross (1993) Nature 362: 801-9) . La señalización a través de IL-1R1 implica el dominio de tipo Toll citoplásmico del receptor (Heguy et al. (1992) J Biol Chem 267: 2605-2609) . Los receptores de IL-1 funcionales se distribuyen ampliamente en los tejidos. Actualmente, se cree que IL-1ra difiere de IL-1 en su incapacidad de activar la interacción entre IL-1R1 y el segundo componente del receptor, la proteína accesoria del receptor de IL-1, IL1RacP. Ésta es una proteína transmembrana que es un pariente lejano de IL-1R1, que tiene una estructura de dominio similar, pero no tiene afinidad intrínseca para IL-1 (Greenfeder et al. (1995) J Biol Chem 270: 13757-13756; Wesche et al, (1997) J Biol Chem 272: 7727-7731) .

El complejo génico de IL-1 se encuentra en la rama larga del cromosoma 2 (2q13) y contiene por lo menos los genes para IL-1α (IL-1A) , IL-1β (IL-1B) , y el antagonista del receptor de IL-1 (IL-1RN) , dentro de una región de 430 Kb (Nicklin, et al. (1994) Genomics, 19: 382-4) . La separación máxima de los genes distales IL1A e IL1RN se ha estimado que es de 430 kb por electroforesis de gel de campo de pulso de digestos de restricción de DNA genómico humano (Nicklin, et al. (1994) Genomics, 19: 382-4) , y la orientación de los tres genes se ha determinado por análisis de secuencias de clones físicos (Nothwang et al. (1997) Genomics 41: 370-378) .

En Estados Unidos hay más de cinco millones de personas diagnosticadas con diabetes de tipo II (diabetes del adulto) . La enfermedad de tipo II por lo general comienza durante la madurez; se desconoce la causa exacta. En personas con diabetes de tipo II, los niveles en aumento de glucemia después de las comidas no estimulan correctamente la producción de insulina por parte del páncreas. A su vez, los tejidos periféricos en general son resistentes a los efectos de la insulina. Los niveles de hiperglucemia resultantes pueden causar un gran daño a los tejidos. Las personas con diabetes de tipo II por lo general se denominan diabéticos resistentes a la insulina. Con frecuencia tienen niveles de insulina en plasma superiores a los normales (hiperinsulinemia) , ya que el organismo intenta superar su resistencia a la insulina. Algunos investigadores creen ahora que la hiperinsulinemia puede ser un factor causal en el desarrollo de la hipertensión arterial, en los altos niveles de lipoproteínas de baja densidad (LDL) circulantes y en los niveles inferiores a los normales de lipoproteínas de alta densidad (HDL) beneficiosas. Si bien la resistencia a insulina moderada puede compensarse en las primeras etapas de la diabetes de tipo II por un aumento en la segregación de insulina, en estados de enfermedad avanzada la segregación de insulina también se debilita.

La resistencia a insulina y la hiperinsulinemia se han asociado también a otros dos trastornos metabólicos que conllevan importantes riesgos sanitarios: intolerancia a la glucosa y obesidad metabólica. La intolerancia a la glucosa se caracteriza por niveles normales de glucosa antes de comer, con una tendencia a niveles elevados (hiperglucemia) después de una comida. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud, se estima que aproximadamente 11% de la población estadounidense entre las edades de 20 y 74 años tiene intolerancia a la glucosa. Se considera que estas personas conllevan un mayor riesgo de diabetes y arteriopatía coronaria.

La obesidad puede también asociarse con la resistencia a la insulina. Se ha propuesto un vínculo causal entre obesidad, intolerancia a la glucosa y diabetes de tipo II, pero todavía no se ha establecido una base fisiológica. Algunos investigadores creen la intolerancia a la glucosa y la diabetes se observan clínicamente y se diagnostican

solamente más tarde en el proceso de la enfermedad después de que una persona ya ha desarrollado resistencia a la insulina e hiperinsulinemia.

La resistencia a la insulina se asocia frecuentemente con hipertensión, arteriopatía coronaria (arteriosclerosis) y acidosis láctica, como también con enfermedades relacionadas. La relación fundamental entre estas enfermedades, y un método de tratamiento, no se ha establecido.

El síndrome metabólico se asocia a la resistencia a la insulina. El síndrome metabólico describe varios factores de riesgo cardiovascular que se asocian con anomalías metabólicas e inflamatorias, incluyendo la resistencia a la insulina y la obesidad. Se cree que este síndrome puede tener un componente genético.

Reconociendo que todo el locus del gen de IL-1 está centralmente implicado en la enfermedad inflamatoria, damos a conocer en detalle en la presente memoria el polimorfismo del locus de IL-1, el enlace, la asociación de la enfermedad y el análisis funcional que soporta las composiciones para detectar la identidad genética en el locus de IL-1 humano y su uso para la predicción, el diagnóstico y la terapia de la resistencia a la insulina, diabetes de tipo II, obesidad y trastorno metabólico.

Sumario de la invención La invención da a conocer un método para determinar si un sujeto es más propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a la insulina, que comprende detectar por lo menos un alelo de cada uno de los siguientes: alelo 2 de IL-1A (+4845) y alelo 2 de IL-1B (+3954) , en donde el sujeto que posee los alelos es más propenso a tener o está predispuesto a desarrollar diabetes en comparación con personas que no poseen los alelos. En una realización del método para determinar si un sujeto es más propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a la insulina, la resistencia a la insulina se asocia con diabetes de tipo 2 o con el síndrome metabólico.

En otra realización del método para determinar si un sujeto es propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a la insulina a través de un aumento en la expresión del nivel de IL-1β, el alelo 1 1/1 del bloque de LD se efectúa detectando dos copias del alelo 1 de IL- 1B (-511) .

En otra realización del método para determinar si un sujeto es propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a la insulina a través de un aumento en la expresión del nivel de proteína reactiva C, el Bloque LD 2 + alelo se efectúa detectando por lo menos un alelo 2 de IL-1A (+4845) e IL-1B (+3954) y dos copias del alelo 1 de IL1B (+3877) .

Breve descripción de los dibujos La presente invención se describe con referencia a los dibujos anejos. En los dibujos, los números... [Seguir leyendo]

1. Un método para determinar si un sujeto es propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a la insulina, que comprende detectar por lo menos una copia del alelo 1 (C) de IL-1B (- 511) , por lo menos una copia del alelo 2 (T) de IL-1A (+4845) y por lo menos una copia del alelo 2 (T) de IL-1B (+3954) en el sujeto.

2. Un método para determinar si un sujeto es propenso a tener o está predispuesto a desarrollar resistencia a la insulina, que comprende detectar por lo menos una copia del alelo 2 (T) de IL-1A (+4845) , por lo menos una copia del alelo 2 (T) de IL-1B (+3954) y dos copias del alelo 1 (G) de IL-1B (+3877) en el sujeto.

3. El método según la reivindicación 2, en donde la resistencia a la insulina se desarrollo a través de un aumento en el nivel de expresión de la proteína C reactiva en el sujeto.

4. El método según la reivindicación 1, que comprende detectar dos copias del alelo 1 (C) de IL-1B (-511) en el sujeto.

5. El método según la reivindicación 4, en donde la resistencia a la insulina se desarrolla a través de un aumento en el nivel de expresión de la proteína de IL-1β en el sujeto.