3’UTR SNPs and Haplotypes in the GATA4 Gene Contribute to the Genetic Risk of Congenital Heart Disease

Introduction and objectivesSingle-nucleotide polymorphisms within a microRNA binding site can have different effects on gene expression, influencing the risk of disease. This study aimed to evaluate the association between single-nucleotide polymorphisms and haplotypes in the 3’UTR of the GATA4 gene and congenital heart disease risk.MethodsBioinformatics algorithms were used to analyze single-nucleotide polymorphisms in putative microRNA-binding sites of GATA4 3’UTR and to calculate the difference in free energy of hybridization (ΔFE, kcal/mol) for each wild-type vs the variant allele.ResultsThe study population comprised 146 Caucasian patients (73 males; 6.68 ± 7.79 years) and a 265 healthy newborn participants (147 males). The sum of all |ΔFE| was considered to predict the biological importance of single-nucleotide polymorphisms binding more microRNAs. Next, the 4 polymorphisms (+1158 C > T, +1256 A > T, +1355 G > A, +1521 C > G) with the highest predicted |ΔFEtot| (9.91, 14.85, 11.03, 21.66 kcal/mol, respectively) were genotyped in a case-control study (146 patients and 250 controls). Applying a correction for multiple testing only the +1158 T allele was found to be associated with a reduced risk showing significant difference between patients and controls. Haplotype analysis showed that the T-T-G-C haplotype (more uncommon in congenital heart diseases than in controls) was associated with a significantly decreased risk (P = .03), while the rare C-A-A-C haplotype, which was very uncommon in controls (0.3%) compared with the disease (2.4%), was associated with a 4-fold increased risk of disease (P = .04).ConclusionsCommon variants in 3’UTR of the GATA4 gene jointly interact, affecting the congenital heart disease susceptibility, probably by altering microRNA posttranscriptional regulation.

ResumenIntroducción y objetivosLos polimorfismos de nucleótido único situados en un lugar de unión de microácidos ribonucleicos (miARN) pueden tener diferentes efectos en la expresión génica, y ello puede influir en el riesgo de enfermedad. Este estudio tiene como objetivo evaluar la asociación existente entre los polimorfismos de nucleótido único y los haplotipos presentes en la región 3’UTR del gen GATA4 y el riesgo de cardiopatía congénita.MétodosSe utilizaron algoritmos de bioinformática para analizar los polimorfismos de nucleótido único en los presuntos lugares de unión de miARN en la región 3’UTR del gen GATA4 y para calcular la diferencia de energía de hibridación libre (ΔFE, kcal/mol) para cada alelo de tipo natural (wild-type) en comparación con cada variante alélica.ResultadosFormaron la población de estudio 146 pacientes caucásicos (73 varones; edad, 6,68 ± 7,79 años) y 265 recién nacidos sanos (147 varones). Se consideró que la suma de todos los ΔFE predecía la importancia biológica de los polimorfismos de nucleótido único al unirse a más miARN. A continuación se determinó el genotipo de los 4 polimorfismos (+1158 C > T, + 1256 A > T, + 1355 G > A, +1521 C > G) que tenían el valor predicho de ΔFE total más alto (9,91, 14,85, 11,03 y 21,66 kcal/mol respectivamente) en un estudio de casos y controles (146 pacientes y 250 controles). Al aplicar una corrección por multiplicidad de pruebas, tan solo el alelo +1158 T mostró una diferencia significativa entre los pacientes y los controles. El análisis de los haplotipos puso de manifiesto que el haplotipo T-T-G-C (más infrecuente en los pacientes con cardiopatías congénitas que en los controles) se asociaba a una disminución del riesgo significativa (p = 0,03), mientras que el haplotipo muy infrecuente C-A-A-C, que se daba de manera muy poco común en los controles (0,3%) en comparación con los pacientes con la enfermedad (2,4%), se asociaba a un aumento de 4 veces en el riesgo de enfermedad (p = 0,04).ConclusionesLas variantes frecuentes de la región 3’UTR del gen GATA4 interaccionan de manera conjunta y con ello afectan a la susceptibilidad a la cardiopatía congénita, probablemente mediante la alteración de la regulación postranscripcional de los miARN.