Intrauterine programming of adult disease: Identification of cardinal genes associated with hypertension, obesity and metabolic syndrome

Abstract

Introducción: La restricción del crecimiento intrauterino es una alteración del desarrollo fetal que se caracteriza por una tasa de crecimiento durante la etapa fetal que es menor al potencial genético de crecimiento para la edad gestacional. Esta condición plantea una carga importante para la salud pública, ya que aumenta la morbimortalidad de la descendencia, a corto y a largo plazo, particularmente, por asociarse al desarrollo de enfermedad cardiovascular y metabólica en la vida adulta. Objetivos: Mediante el uso de herramientas bioinformáticas nos propusimos identificar posibles genes cardinales involucrados en la restricción del crecimiento intrauterino asociados al desarrollo de obesidad, hipertensión arterial y síndrome metabólico. Material y métodos: Obtuvimos un total de 343 genes involucrados en los fenotipos de interés e identificamos 20 genes que resultaron significativamente relevantes en el análisis de la red de interacción. Particularmente, cuatro de estos genes identificados codifican para factores de crecimiento o sus receptores, VEGFA, PDGFRB, IGF1R y EGFR. Además, identificamos genes relacionados con la insulina y el control de la homeostasis cardiovascular, como son el CTNNB1, APP, MYC y MDMD2. Por otra parte, el análisis de clústeres permitió reconocer los términos de ontología genética más significativos, entre los que se destacan aquellos relacionados con procesos biológicos de proliferación y muerte celular programada, de comunicación intercelular, del metabolismo proteico, y de desarrollo del sistema cardiovascular. Conclusiones: Los genes hallados en este estudio podrían ser de utilidad como biomarcadores putativos de la presencia de alteraciones cardiovasculares y metabólicas asociadas a la restricción del crecimiento intrauterino o potenciales blancos terapéuticos de estrategias de tratamiento orientadas al genotipo del paciente.

Background: Intrauterine growth restriction is an abnormal fetal development characterized by a fetal growth rate lower than the potential genetic growth for the gestational age. This condition represents a major burden for public health systems, as it increases short and long-term morbidity and mortality in the offspring, particularly because of its association with the development of cardiovascular and metabolic disease in adult life. Objectives: The aim of the present study was to identify possible cardinal genes involved in intrauterine growth restriction associated with the development of obesity, hypertension and metabolic syndrome using bioinformatics tools. Methods: A total of 343 genes involved in the phenotypes of interest were obtained and 20 genes were identified as significantly relevant in the interaction network analysis. Specifically, four of these identified genes encode for growth factors or their receptors, VEGFA, PDGFRB, IGF1R and EGFR. We also identified genes related to insulin and cardiovascular homeostasis as CTNNB1, APP, MYC and MDMD2. Cluster analysis provided the most significant gene ontology terms, including those related to the biological processes of proliferation and programmed cell death, intercellular communication, protein metabolism and development of the cardiovascular system. Conclusions: The genes found in this study could be useful as putative biomarkers for the presence of cardiovascular and metabolic disorders associated with intrauterine growth restriction, or as potential therapeutic targets for treatment strategies directed to the patient's genotype.