Inactivating Variants in ANGPTL4 and Risk of Coronary Artery Disease

Dewey FE, Gusarova V, O’Dushlaine C et al.
The New England Journal of Medicine. March 2, 2016DOI: 10.1056/NEJMoa1510926
 

Coding Variation in ANGPTL4, LPL, and SVEP1 and the Risk of Coronary Disease

Myocardial Infarction Genetics and CARDIoGRAM Exome Consortia Investigators
The New England Journal of Medicine. March 2, 2016DOI: 10.1056/NEJMoa1507652
 

Achtergrond

Diverse soorten bewijs wijzen in de richting van een causal verband voor serum triglyceriden (TGs) in het risico op CV ziekte, inclusief Mendeliaanse randomisatiestudies [1]. Ander genetisch bewijs dat een causaal verband ondersteunt omvat de observatie dat APOC3-inactiverende mutaties in verband stonden met lagere TG niveaus, verminderde last van subklinische atherosclerose en een lager risico op ischemische CV ziekte [2-4].
Lipoproteïne lipase (LPL) is het belangrijkste enzym dat lipoproteïne TGs hydrolyseert, waarbij vrije vetzuren vrijkomen. Mutaties die LPL activiteit verhogen verlagen serum TG niveaus en het risico op CV ziekte en mutaties die LPL functie verlagen leiden tot hogere serum TG niveaus [5,6]. Angiopoietin-like 3 (ANGPTL3) en angiopoetin-like 4 (ANGPTL4) zijn twee eiwitten die LPL remmen. Angptl4-deficiënte muizen laten kleinere atherosclerotische laesies zien [7].
De aminozuur-veranderende (missense) E40K variant in humaan ANGPTL4 is in verband gebracht met lagere TG niveaus en hoger HDL-c [8]. Conflicterende gegevens zijn echter gepubliceerd over de associatie van deze variant met het risico op coronaire arterieziekte (CAD).
De studie van Dewey et al. onderzocht associaties tussen de aanwezigheid van de E40K variant en lipidenniveaus en CAD, evenals associaties van nieuwe, zeldzamen inactiverende mutaties in ANGPTL4 (in 42930 deelnemers van de DiscovEHR studie). Bovendien werd therapeutische remming van Angptl4 geëvalueerd in muizen en niet-humane primaatmodellen.
 

Dewey et al., - belangrijkste resultaten

• 1661 van de 42390 (3.9%) DiscovEHR deelnemers waren heterozygoot voor de E40K mutatie,  en 17 (0.04%) waren homozygoot. 13 andere verschillende mutaties werden geïdentificeerd waarvan werd voorspeld dat zij ANGPTL4 inactiveren (75 individuen waren heterozygoot voor een van deze).
• TG niveaus waren 13% lager per allel onder dragers van de E40K variant, dan onder E40 homozygoten en HDL-c niveaus waren 7% hoger in E40K dragers dan in E40 homozygoten (normaal allel).
  Dragers van inactivaterende mutaties anders dan de E40K variant lieten vergelijkbaar verlaagde TG niveaus (13%) en 9% hogere HDL-c dan niet-dragers.
• De E40K variant kwam minder voor onder deelnemers met CAD (357 heterozygoten en 2 homozygoten in 10552 cases, allelfrequentie: 1.7%) dan onder controles (1196 heterozygoten en 15 homozygoten, allelfrequentie: 2.1%). Het risico op CAD nam af met 19% per E40K allel (OR: 0.81, 95%CI: 0.70-0.92, P=0.002).
  De cumulatieve allelfrequentie van nieuw geïdentificeerde inactiverende mutaties in ANGPTL4 was ook lager in CAD patiënten dan in controles (0.06% vs. 0.1% in controls).
  De aanwezigheid van een inactiverende mutatie gaf 44% lagere odds op CAD (OR: 0.56, 95%CI: 0.32-1.00, P=0.05).
• Cynomolgusapen op een vetrijk dieet die het Angptl4-antilichaam kregen hadden lagere niveaus van serum TGs dan controleapen.

De gelijktijdig gepubliceerde DNA-sequencingstudie door de Myocardial Infarction Genetics and CARDIoGRAM Exome Consortia Investigators onderzocht de aanwezigheid van meer dan 54000 coderende sequentie-varianten in tot wel 72868 patiënten met CAD en 12070 controles zonder CAD.

• Onder 6924 patiënten met MI werden 9 dragers van loss-of-function (LOF) ANGTPL4 geïdentificeerd, en 19 dragers werden gezien in 6834 controles (OR: 0.47, P=0.04).
• Dragers van LOF ANGTPL4 allelen hadden 35% lagere TG niveaus dan personen die geen drager van een LOF variant waren (P=0.003).
• Een LPL LOF variant werd geïdentifieerd, welke geassocieerd was met een verhoogd risico op CAD (p.D36N: minor-allel-frequentie: 1.9%, OR: 1.13, P=2.0x10^-4) en een gain-of-function variant was geassocieerd met bescherming tegen CAD (p.S447*: minor-allel-frequentie, 9.9%, OR: 0.94, P=2.5x10^-7).

Conclusie

De studie van Dewey et al laat zien dat inactiverende genvarianten van het ANGPTL4-gen, die het normale remmende effect van ANGPTL4 op LPL blokkeren, geassocieerd waren met lagere serum TG lipidennivaus en hogeren HDL-c niveaus, ten opzichte van homozygoten van het meest voorkomende allel. Lipidenniveaus in de kleine groep E40K homozygoten suggereren een gen-doseringseffect van deze variant. Bovendien verlaagde remming van ANGPTL4 met een antilichaam TG niveaus in muizen en apen.
De studie door de Myocardial Infarction Genetics and CARDIoGRAM Exome Consortia Investigators toonde ook een verband aan tussen de coderende variant in ANGPTL4 en bescherming tegen CAD en ze laten zien dat LPL bijdraagt aan het risico op CAD, in die zin dat LPL gain-of-function beschermt tegen ziekte.
Samen suggereren deze gegevens dat het modificeren van ANGPTL4 het TG metabolisme en het LPL pathway beïnvloedt en dat verlies van ANGPTL4 functie CAD risico vermindert door verlagen van TG.
 

Redactioneel commentaar [9]

Deze twee studies leveren overtuigend bewijs dat verhoogde plasma TG niveaus het risico op CAD verhogen. “De nieuwe bevindingen wijzen ook in de richting van gerichte inactivatie van ANGPTL4 als mogelijk wapen in strijd tegen hartaandoeningen.” Maar de E40K variant is ook in verband gebracht met een verhoogd risico op CHD, na correctie voor veranderde plasmaniveaus. De variant heeft dus mogelijk ook een CHD-stimulerende effect onafhankelijk van plasmalipiden. De effectiviteit van het richten op ANGPTL4 om plasma TG nvieaus te verlagen werd getest in de studie door Dewey et al., door een anti-Angptl4 antilichaam te injecteren in muizen en apen. Hoewel regelmatige injecties plasma TG niveaus verlaagden, werden vergrote mesenterische lymfeknopen gezien. “Hoewel dragers van ANGPTL4 mutaties niet vaker belast te zijn met abdominale lymfatische stoornissen en gerelateerde intestinale ziekte dan controles, zijn deze observaties wel reden voor zorgen over de veiligheid van het targeten van ANGPTL4. Helaas hebben de onderzoekers geen plasmaniveaus van serum amyloid of een ander acute-fase-eiwit gemeten in de apen of humane mutatiedragers.” (…) “Deze twee studies die ANGPTL4 identificeren als link tussen triglyceriden en coronaire hartziekte verbeteren niet alleen ons begrip van verhoogde triglyceridenniveaus in hartziekte maar plaveien ook het pad richting ontwikkeling van toekomstige behandelingen van dyslipidemie.”
 
Vind de artikelen door Dewey et al en de MI Genetics and CARDIoGRAM Exome Consortia Investigators online
 

Referenties

1. Do R, Willer CJ, Schmidt EM, et al. Common variants associated with plasma triglycerides and risk for coronary artery disease. Nat Genet 2013; 45: 1345-52.
2. Pollin TI, Damcott CM, Shen H, et al. A null mutation in human APOC3 confers a favorable plasma lipid profile and apparent cardioprotection. Science 2008;322: 1702-5.
3. The TG and HDL Working Group of the Exome Sequencing Project. Loss-of function mutations in APOC3, triglycerides, and coronary disease. N Engl J Med 2014; 371: 22-31.
4. Jørgensen AB, Frikke-Schmidt R, Nordestgaard BG, et al. Loss-of-function mutations in APOC3 and risk of ischemic vascular disease. N Engl J Med 2014; 371: 32-41.
5. Jensen MK, Rimm EB, Rader D, et al. S447X variant of the lipoprotein lipase gene, lipids, and risk of coronary heart disease in 3 prospective cohort studies. Am Heart J 2009; 157: 384-90.
6. Rip J, Nierman MC, Ross CJ, et al. Lipoprotein lipase S447X: a naturally occurring gain-of-function mutation. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2006; 26: 1236-45.
7. Adachi H, Fujiwara Y, Kondo T, et al. Angptl 4 deficiency improves lipid metabolism, suppresses foam cell formation and protects against atherosclerosis. Biochem Biophys Res Commun 2009; 379:806-11.
8. Romeo S, Pennacchio LA, Fu Y, et al. Population-based resequencing of ANGPTL4 uncovers variations that reduce triglycerides and increase HDL. Nat Genet 2007; 39: 513-6.
9. Kersten S. The Genetics of Dyslipidemia — When Less Is More. NEJM March 2, 2016 DOI: 10.1056/NEJMe1601117