INTRODUÇÃO: Fatores associados à etiopatogenia das complicações diabéticas, incluindo hiperglicemia e estresse oxidativo, podem causar alterações epigenéticas que modificam a expressão de genes em células-alvo, sem alterar sua sequência de DNA. São considerados mecanismos epigenéticos: (1) as modificações pós-traducionais das histonas; (2) a metilação do DNA e (3) a ação dos micro-RNAs (miRNAs); todos já foram reconhecidos na patogênese da \"memória metabólica\", situação na qual a hiperglicemia continua a exercer efeitos deletérios prolongados mesmo depois de ser normalizada. A sirtuína-1 é uma enzima que causa modificações pós-traducionais das histonas por sua atividade de histona desacetilase, silenciando a transcrição gênica. O silenciamento gênico também pode ocorrer pela ação da DNA metiltransferase 1 (DNMT1), enzima que adiciona um grupamento metil (CH3) na posição 5 de resíduos de citosina localizadas em ilhas CpG presentes nas regiões promotoras dos genes. Os miRNAs constituem uma classe de pequenos RNAs não codificadores com cerca de 19 a 25 nucleotídeos que controlam a expressão gênica por meio da repressão da tradução ou da degradação do RNA mensageiro-alvo. As hipóteses do presente estudo são (1) que exista um perfil sérico de miRNAs associado à presença ou ausência de complicações crônicas e (2) que existam variantes em genes relacionados à desacetilação das histonas e à metilação de citosinas que poderiam predispor ao aparecimento das complicações diabéticas, o que se constituiria na \"genética da epigenética\". OBJETIVOS: (1) caracterizar e comparar o perfil de miRNAs sérico de pacientes com diabetes mellitus tipo 1 (DM1) sem nenhuma complicação microvascular versus aqueles com três complicações microvasculares: retinopatia diabética (RD), doença renal diabética (DRD) e neuropatia diabética, para identificar vias epigeneticamente moduladas nesses dois grupos de pacientes e (2) avaliar a frequência de polimorfismos de um único nucleotídeo nos genes que codificam as enzimas DNMT1 e sirtuína-1 e suas associações com cada uma das complicações microvasculares em pacientes com DM1. MÉTODOS: O perfil sérico de 381 miRNAs foi avaliado com o uso do estojo comercial Taqman® Human MicroRNA Array A em 10 pacientes bem caracterizados clínica e laboratorialmente divididos em dois grupos: Pacientes com DM1 sem complicações [sem DRD (Clearance de creatinina > 90 ml/min/1,73 m2 e excreção urinária de albumina < 20 mg/g de creatinina), sem polineuropatia sensitivo-motora distal (ausência de sintomas sugestivos de neuropatia, sensibilidade térmica e dolorosa e reflexo aquileu normais), sem neuropatia autonômica cardiovascular (NAC) e sem RD] e Pacientes com DM1 com complicações [DRD (Clearance de creatinina < 60 ml/min/1,73 m2 e excreção urinária de albumina > 200 mg/g de creatinina), com polineuropatia sensitiva-motora distal, com NAC instalada e RD moderada ou grave]. Os cinco miRNAs mais diferencialmente expressos foram validados em uma casuística bem caracterizada de 20 pacientes com DM1 sem nenhuma complicação e 27 com todas as complicações microvasculares, com o emprego do estojo comercial TaqMan(TM) Advanced miRNA cDNA Synthesis. A avaliação da frequência de polimorfismos de um único nucleotídeo nos genes que codificam as enzimas DNMT1 (rs8112895, rs7254567, rs11085721, rs17291414, rs10854076) e sirtuína-1 (rs10997870; rs12766485) foi realizada após a genotipagem por reação em cadeia da polimerase em tempo real, em uma casuística composta por 466 pacientes com DM1. RESULTADOS: Do total de 377 miRNAs-alvo avaliados no soro dos pacientes com DM1, um total de 21 miRNAs estava superexpresso no grupo com complicações. Dos 5 miRNAs para os quais foi realizada a validação na casuística de 47 pacientes com DM1, dois foram confirmados como superexpressos na população com complicações (hsa-miR-518d-3p e hsa-miR-618). O polimorfismo rs11085721 no gene que codifica a DNMT1 associou-se à presença de NAC no sexo feminino, sendo o alelo raro C considerado de risco e conferindo um odds ratio (intervalo de confiança de 95%) de 2,44 (1,26-5,28). Nenhum polimorfismo da sirtuína-1 associou-se às complicações microvasculares avaliadas. CONCLUSÃO: o perfil de miRNAs séricos difere entre pacientes com DM1 com e sem complicações. O achado de uma variante em um gene que codifica a enzima de uma via epigenética conferir suscetibilidade a uma complicação crônica sugere que também exista a \"genética da epigenética\" modulando o desenvolvimento das complicações / INTRODUCTION: Factors associated with the etiopathogenesis of diabetic complications, including hyperglycemia and oxidative stress, may cause epigenetic changes that modify the expression of genes in target cells without altering their DNA sequence. The following mechanisms are considered epigenetics: (1) post-translational modifications of histones; (2) methylation of DNA and (3) action of micro-RNAs (miRNAs); all have already been recognized in the pathogenesis of \"metabolic memory\", a situation in which hyperglycemia exerts prolonged deleterious effects even after its normalization. Sirtuin-1 is an enzyme that causes post-translational modifications of histones by their histone deacetylase activity, silencing gene transcription. Gene silencing may also occur through the action of DNA methyltransferase 1 (DNMT1), an enzyme that adds a methyl group (CH3) at position 5 of cytosine residues located in CpG islands from gene-promoter regions. miRNAs are a class of small non-coding RNAs with about 19 to 25 nucleotides that control gene expression by promoting translation repression or degradation of target messenger RNAs. The hypotheses of the present study are (1) there is a serum profile of miRNAs associated with the presence or absence of chronic complications and (2) there are variants in genes related to histone deacetylation and cytosine methylation that could predispose to diabetes complications, which would constitute the \"genetics of epigenetics\". OBJECTIVES: (1) to characterize and compare the serum miRNA profile of patients with type 1 diabetes mellitus (T1D) without any microvascular complications versus those with three microvascular complications: diabetic retinopathy (DR), diabetic kidney disease (DKD) and diabetic neuropathy to identify signaling pathways epigenetically modulated in these two groups of patients and (2) to assess the frequency of single nucleotide polymorphisms in the genes encoding DNMT1 and sirtuin-1 and their associations with each of the microvascular complications in T1D patients. METHODS: The serum profile of 381 miRNAs was evaluated using the Taqman® Human MicroRNA Array A kit in 10 clinical and laboratory well-characterized patients divided into two groups: Patients without microvascular complications: without DKD (creatinine clearance> 90 ml/min/1.73 m2 and urinary albumin excretion < 20 mg / g creatinine), without distal sensory-motor polyneuropathy (absence of symptoms suggestive of neuropathy and normal thermal and pain sensitivity and Achilles reflex), without cardiovascular autonomic neuropathy (CAN) and without DR; and T1D patients with complications: with DKD (creatinine clearance < 60 ml / min / 1.73 m2 and urinary albumin excretion> 200 mg / g creatinine), with distal sensory-motor polyneuropathy, with CAN and with DR moderate or severe. The five most differentially expressed miRNAs were validated in a well-characterized case series of 20 patients with no complications and 27 patients with all microvascular complications using the TaqMan (TM) Advanced miRNA cDNA Synthesis kit. The evaluation of the frequency of single nucleotide polymorphisms in genes encoding the DNMT1 (rs8112895, rs7254567, rs11085721, rs1729414, rs10854076) and sirtuin-1 (rs10997870; rs12766485) was performed by genotyping using real-time polymerase chain reaction in a sample of 466 T1D patients. RESULTS: Of the total of 377 target miRNAs evaluated in the serum of T1D patients, 21 miRNAs were overexpressed in the group with complications. Of the 5 miRNAs for which validation was performed in 47 patients, two were confirmed as overexpressed in the group with complications (hsa-miR-518d-3p and hsa-miR-618). The polymorphism rs11085721 in the gene encoding DNMT1 was associated with the presence of CAN in female patients, with the minor allele C being considered of risk and conferring an odds ratio (95% confidence interval) of 2.44 (1.26 - 5.28). Polymorphisms in the gene encoding Sirtuin-1 did not associate with microvascular complications. CONCLUSION: the serum miRNA profile differs between patients with and without microvascular complications. A variant in a gene encoding a enzyme of an epigenetic pathway conferring susceptibility to a chronic complication suggests that there is also the \"genetics of epigenetics\" modulating the development of complications

A nefropatia diabética (ND) decorre da hiperglicemia crônica, de fatores de risco como a hipertensão arterial e a dislipidemia e de uma susceptibilidade genética já evidenciada em inúmeros estudos clínicos. Uma das características histológicas da ND é o acúmulo de proteínas de matriz extracelular no mesângio, para o qual contribuem várias vias bioquímicas. O GLUT-1, codificado pelo gene SLC2A1, é o principal transportador de glucose da célula mesangial e sua expressão está aumentada no glomérulo de animais diabéticos, o que constitui uma alça de feedback positivo pela qual a glicose extracelular aumentada estimula ainda mais sua própria captação, piorando a lesão mesangial. O GLUT-2, codificado pelo gene SLC2A2, é expresso nas células tubulares e nos podócitos e sua expressão também está aumentada na ND. A expressão deste transportador de glicose é regulada pelo fator de transcrição HNF-1. Participa, ainda, da lesão renal induzida pela hiperglicemia o fator de crescimento transformante - (TGF-), que exerce vários efeitos deletérios, tais como diminuir a atividade de metaloproteinases de matriz e promover fibrose renal. Esse fator de crescimento determina a ativação transcricional de genes-alvo, mas necessita de outros ativadores e co-ativadores da transcrição, tais como a proteína SMIF, codificada pelo gene DCP1A. Tendo em vista a participação das proteínas mencionadas acima na patogênese da ND, o presente estudo teve o objetivo de avaliar a associação de polimorfismos de um único nucleotídeo (SNPs) nos genes SLC2A1, SLC2A2, HNF1A, TGFB1 e DCP1A com a doença renal em portadores de diabetes mellitus tipo 1 (DM1). Um total de 449 pacientes (56,4% do sexo feminino, idade média de 36,0±11,0 anos) com mais de 10 anos de doença foram incluídos e classificados de acordo com o estágio de ND: (1) Ausência de ND: excreção urinária de albumina (EUA) normal (< 30 mg/24h ou < 20 g/min) e creatinina plasmática < 1,7 mg/dL sem tratamento anti-hipertensivo; (2) ND incipiente: microalbuminúria (EUA de 30 299 mg/24h ou 20 199 g/min) e creatinina plasmática < 1,7 mg/dL sem tratamento anti-hipertensivo e (3) ND Franca: macroalbuminúria (EUA > 300 mg/24h ou > 200 g/min) ou proteinúria ou tratamento para reposição renal. Também foram avaliadas as associações dos SNPs com o ritmo de filtração glomerular estimado (RFGe). Os SNPs foram genotipados pela metodologia de reação em cadeia da polimerase em tempo real, com o uso de sondas fluorescentes. As associações dos SNPs com a ND foram avaliadas por análise de regressão logística e os odds ratios (OR) e respectivos intervalos de confiança (IC) de 95% foram calculados após ajuste para possíveis confundidores, que foram incluídos como co-variáveis no modelo de regressão. Valores de P < 0.05 (bicaudal) foram considerados estatisticamente significantes. As seguintes associações foram observadas: (1) gene SLC2A1: genótipos CT+TT do SNP rs841848 conferiram risco para a ND incipiente na população global (OR 1,88; CI95% 1,06-3,34; P= 0,03) e nos pacientes do sexo masculino (OR 2,67; CI95% 1,13-6,35; P=0,0247) e para a ND franca (OR 2,70; CI95% 1,18-6,31; e P= 0,0197) apenas nos pacientes do sexo masculino; genótipos GA+AA do SNP rs1385129 conferiram risco para a ND franca na população do sexo masculino (OR 3,09; CI95% 1,34-7,25; P=0,0085); genótipos AT + TT do SNP rs3820589, conferiram proteção contra a ND incipiente na população global (OR 0,36; CI95% 0,16-0,78; P=0,0132) e na população do sexo feminino (OR 0,14; CI95% 0,02-0,52; P=0,0122). (2) gene SLC2A2: genótipos GA+GG do SNP rs5396 conferiram proteção contra ND franca nos pacientes do sexo masculino (OR 0,29; CI95% 0,12-0,69; P=0,0052); os genótipos AG+GG do SNP rs6800180 conferiram proteção contra a ND franca nos pacientes do sexo masculino (OR 0,16; CI95% 0,14-0,90; P=0,0324). (3) gene HNF1A: genótipos AC + CC do SNP rs1169288 conferiram risco para ND franca na população global (OR 2,23; CI95% 1,16-4,38; P=0,0175); genótipos CG+GG do SNP rs1169289 conferiram risco para ND franca na população global (OR 3,43; CI95% 1,61-7,73; P=0,002); (4) Gene TGFB1: genótipos CT + TT do SNP 1800468 conferiram risco para ND incipiente na população total (OR 2,99; CI95% 1,26-7,02; P 0,0116) e o alelo polimórfico T do SNP rs1800469 conferiu risco para um menor RFGe (p=0,0271). (5) gene DCP1A: o alelo polimórfico A do SNP rs11925433 também se associou com um menor RFGe (p=0,0075). Em conclusão, SNPs em genes que codificam as proteínas envolvidas na patogênese da ND GLUT-1, GLUT-2, HNF-1, TGF- e SMIF conferem susceptibilidade para essa complicação crônica nos portadores de DM1 avaliados no presente estudo / Diabetic nephropathy (DN) results from chronic hyperglycemia, risk factors such as hypertension and dyslipidemia as well as from genetic susceptibility, already demonstrated in numerous clinical studies. A histological feature of DN is the accumulation of extracellular matrix proteins in the mesangium after activation of multiple biochemical pathways. GLUT-1, encoded by gene SLC2A1, is the major glucose transporter in mesangial cell and its expression is increased in the glomeruli of diabetic animals, comprising a positive feedback loop whereby high extracellular glucose stimulates its own uptake and worsening mesangial injury. GLUT-2, encoded by SLC2A2 gene, is expressed in podocytes and tubular cells and its expression is also increased in DN. The expression of this glucose transporter is regulated by the transcription factor HNF-1. Transforming growth factor - (TGF-) also participates in renal injury induced by hyperglycemia, exerting several deleterious effects, such as to decrease the activity of matrix metalloproteinases and to promote renal fibrosis. This growth factor determines the transcriptional activation of target genes, but needs other activators and co-activators, such as the protein named SMIF, encoded by the gene DCP1A. Given the involvement of the aforementioned proteins in the pathogenesis of DN, the present study aimed to evaluate the association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the genes SLC2A1, SLC2A2, HNF1A, TGFB1 e DCP1A with renal disease in patients with type 1 diabetes mellitus (T1DM). A total of 449 patients (56.4% female, mean age 36.0±11.0 years) with disease duration > 10 years were included and grouped according to DN stages: (1) absence of DN: normal urinary albumin excretion (UAE) (< 30 mg/24h or < 20 g/min) and plasmatic creatinine < 1.7 mg/dL without antihypertensive treatment; (2) incipient DN: microalbuminuria (UAE 30 299 mg/24h or 20 199 g/min) and plasmatic creatinine < 1.7 mg/dL without antihypertensive treatment and (3) overt DN: macroalbuminúria (UAE > 300 mg/24h or > 200 g/min) or proteinuria or renal replacement therapy. Associations of SNPs with estimated glomerular filtration rate (eGFR) were also evaluated. All SNPs were genotyped by real time polymerase chain reaction using fluorescent-labelled probes. Associations of the SNPs with DN were assessed by logistic regression analyses and odds ratios (OR) were calculated after adjustments for possible confounders included as covariables in the regressive model. P values <0.05 (two-tails) were considered significant. The following associations were observed: (1) SLC2A1: genotypes CT+TT from rs841848 conferred risk to incipient DN in the overall population (OR 1.88; 95%IC 1.06-3.34; P= 0.03) and in the male patients (OR 2.67; CI95% 1.13-6.35; P=0.0247) and to overt DN (OR 2.70; CI95% 1.18-6.31; e P= 0.0197) only in the male patients; genotypes GA+AA from rs1385129 conferred risk to overt DN in the male population (OR 3.09; CI95% 1.34-7.25; P=0.0085); genotypes AT + TT from rs3820589 conferred protection against incipient DN in the overall population (OR 0.36; CI95% 0.16-0.78; P=0.0132) and in the female population (OR 0.14; CI95% 0.02-0.52; P=0.0122). (2) SLC2A2: genotypes GA+GG from rs5396 conferred protection against overt DN in the male patients (OR 0.29; CI95% 0.12-0.69; P=0.0052); genotypes AG+GG from rs6800180 conferred protection against overt DN in the male patients (OR 0.16; CI95% 0.14-0.90; P=0.0324). (3) HNF1A: genotypes AC + CC from rs1169288 conferred risk to overt DN in the overall population (OR 2.23; CI95% 1.16-4.38; P=0.0175); genotypes CG+GG from rs1169289 conferred risk to overt DN in the overall population (OR 3.43; CI95% 1.61-7.73; P=0.002); (4) TGFB1: genotypes CT + TT from 1800468 conferred risk to incipient DN in the overall population (OR 2.99; CI95% 1.26-7.02; P=0.0116) and the polymorphic allele T from SNP rs1800469 conferred risk to a lower eGFR (p=0.0271). (5) DCP1A: the polymorphic allele A from SNP rs11925433 was also associated with a lower eGFR (p=0.0075). In conclusion, SNPs in the genes encoding proteins GLUT-1, GLUT-2, HNF-1, TGF- e SMIF, all involved in the pathogenesis of DN, conferred susceptibility to this chronic complication in the T1DM patients evaluated in the present study