Ο ρόλος του GH1 γονιδίου της αυξητικής ορμόνης και του υποκινητή του σε παιδιά με οικογενή μεμονωμένη ανεπάρκεια της αυξητικής ορμόνης
Authors: Γιαννακοπούλου Ιωάννα 
Published: August 2021

Εισαγωγή: Η φυσιολογική σωματική ανάπτυξη απαιτεί τη λειτουργία αρκετών ορμονικών, μεταβολικών, και άλλων αυξητικών παραγόντων που συμμετέχουν στον υποθαλαμο-υποφυσιακό-σωματοτροπικό άξονα. Η αυξητική ορμόνη (GH), πολυπεπτιδική ορμόνη που εκκρίνεται από τον πρόσθιο λοβό του αδένα της υπόφυσης, παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο, καθώς προάγει κυρίως τη μεταγεννητική κατά μήκος αύξηση, και ελέγχει το μεταβολισμό των λιπιδίων και των υδατανθράκων, τη σύνθεση των πρωτεϊνών και τη διέγερση του ανοσοποιητικού συστήματος. Η ανεπάρκεια GH (GHD) διαγιγνώσκεται είτε με παθολογικές συγκεντρώσεις της GH στον ορό μετά από πρόκληση με φαρμακολογικούς παράγοντες που διεγείρουν την έκκριση της (κλασσική GHD), είτε με φυσιολογικές προκλητές δοκιμασίες αλλά παθολογικό 24ωρο εκκριτικό ρυθμό της GH (GH νευροεκκριτική δυσλειτουργία, GHND). Οι GHD και GHND ασθενείς έχουν σοβαρή καθυστέρηση αύξησης και ανταποκρίνονται καλά στην εξωγενή θεραπεία με hGH. Κοντό ανάστημα που σχετίζεται με ανεπάρκεια αυξητικής ορμόνης (GHD) μπορεί να είναι σποραδικού τύπου και ιδιοπαθής, αλλά στο 5-30% των περιπτώσεων υπάρχει προσβεβλημένος πρώτου βαθμού συγγενής, που υποδηλώνει γενετική αιτιολογία. Μεταλλάξεις του γονιδίου της GH (GH1) ευθύνονται για την εκδήλωση οικογενούς μεμονωμένης ανεπάρκειας GH (IGHD). Το GH1 γονίδιο, αποτελεί μέλος μιας ομάδας 5 γονιδίων, χαρτογραφείται στο χρωμόσωμα 17 και συνίσταται από 5 εξώνια και 4 εσώνια. Ο εγγύς υποκινητής του GH1 γονιδίου παρουσιάζει υψηλού βαθμού πολυμορφισμό, με τουλάχιστον 16 αναγνωρισμένους πολυμορφισμούς (SNPs) σε έκταση 535 βάσεων, που εκδηλώνονται σε σύνολο 40 απλότυπων, κάποιοι από τους οποίους επηρεάζουν την έκφραση της GH. Σκοπός: Η ανεύρεση αλλαγών στην αλληλουχία του GH1 γονιδίου και του εγγύς υποκινητή του σε ασθενείς με οικογενή μεμονωμένη ανεπάρκεια GH (GHD και GHND), που πιθανόν να επηρεάζουν την έκφραση του GH1 γονιδίου και την εκδήλωση του IGHD φαινότυπου, αλλά και η ανάλυση του τρόπου κληρονομικότητας αυτών των αλλαγών. Ασθενείς και μέθοδοι: Μελετήθηκαν 33 IGHD ασθενείς (29 GHD και 4 GHND), τα μέλη των οικογενειών τους (22 οικογένειες) και 31 μάρτυρες. Από τα άτομα αυτά απομονώθηκε γονιδιωματικό DNA από λεμφοκύτταρα περιφερικού αίματος και κατόπιν πραγματοποιήθηκε πολλαπλασιασμός του γονιδίου της GH (GH1) και του υποκινητή του με την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR). Τα δείγματα αλληλουχήθηκαν και στη συνέχεια προσδιορίστηκαν αλλαγές της αλληλουχίας με βάση την NCBI, blast- Μ28466.1 -βάση δεδομένων. Στους ασθενείς καταγράφηκαν τα σωματομετρικά χαρακτηριστικά γέννησης, το περιγεννητικό ιστορικό, ο κλινικός φαινότυπος, η οστική ηλικία, το ύψος SDS, το BMI SDS, η ταχύτητα αύξησης πριν και κατά τη διάρκεια της hGH αγωγής, και στους μάρτυρες το ύψος και BMI SDS. Επίσης, στους ασθενείς μετρήθηκαν τα επίπεδα IGF-1, τα επίπεδα των άλλων ορμονών του πρόσθιου λοβού του αδένα της υπόφυσης, η μέγιστη τιμή GH μετά από προκλητές δοκιμασίες με κλονιδίνη και L-Dopa, και στους 4 ασθενείς με φυσιολογικές προκλητές δοκιμασίες πραγματοποιήθηκε 24ωρη καταγραφή της αυθόρμητης έκκρισης της GH. Οι πολυμορφισμοί που ανιχνεύθηκαν στο GH1 γονίδιο και τον υποκινητή του σε ασθενείς και μάρτυρες, ελέγχθηκαν για τη συχνότητα των γονοτύπων τους, και συσχετίστηκαν με κλινικοεργαστηριακά χαρακτηριστικά, χρησιμοποιώντας το στατιστικό πακέτο SPSS 20.0, ενώ ο δυνητικός λειτουργικός ρόλος των μεταλλάξεων ελέγχθηκε με λογισμικά προγράμματα. Αποτελέσματα: Η αλληλούχιση του GH1 γονιδίου και του υποκινητή του ανέδειξε στον υπό μελέτη πληθυσμό 18 γνωστούς από τη βιβλιογραφία πολυμορφισμούς (SNPs) και τρεις μεταλλάξεις, που περιγράφονται για πρώτη φορά (novel), στις 3 από τις 22 οικογένειες που μελετήθηκαν. Ανάλυση με το λογισμικό πρόγραμμα MatΙinspector των 2 ετερόζυγων σημειακών μεταλλάξεων που εντοπίστηκαν στον GH1 υποκινητή, -485G>C and -400G>A, αποκάλυψε θέση πρόσδεσης για τον μεταγραφικό παράγοντα E-twenty six-1 (ETS-1). Οι μεταλλάξεις αυτές ανιχνεύτηκαν σε έναν GHD ασθενή και τον πατέρα του και σε μία GHND ασθενή και τη μητέρα της, αντίστοιχα. Η τρίτη ετερόζυγη μετάλλαξη (G>A) στη θέση +300 του εσωνίου 1 του GH1 γονιδίου, αναγνωρίσθηκε στον πατέρα αλλά όχι στον GHND ασθενή της οικογένειας, που είχε παρόμοια δυσμορφικά χαρακτηριστικά προσώπου. Ανάλυση αυτής της μετάλλαξης με τα λογισμικά προγράμματα ESEfinder3 και ASSP αποκάλυψε τη δημιουργία μιας κρυφή θέση ματίσματος και διάσπαση της περιοχής ματίσματος εξωνίου (ESE) ενός ψευδοεξωνίου, μειώνοντας τον αριθμό προσδενόμενων πρωτεϊνών πλούσιων σε σερίνη-αργινίνη (SR). Η στατιστική ανάλυση των συχνοτήτων των γονοτύπων στους πολυμορφισμούς υψηλής συχνότητας, και η συσχέτιση τους με παραμέτρους που σχετίζονται με την αύξηση, την έκκριση της GH, αλλά και την ανταπόκριση στην hGH αγωγή, έδειξε ότι οι GHD ασθενείς πιθανόν να εμφανίζουν διαφορετική μεταγραφική δραστηριότητα στο GH1 γονίδιο λόγω των θέσεων -278, -57 του υποκινητή, -6 της 5΄ UTR περιοχής και της θέσης +1169 του γονιδίου, που έρχεται σύμφωνο και με άλλες μελέτες, αλλά και της θέσης -31, που αναφέρεται για πρώτη φορά. Αυτοί οι πολυμορφισμοί συσχετίστηκαν με μειωμένα επίπεδα IGF-1, ιδίως ο -57 στους προεφηβικούς GHD ασθενείς. Ωστόσο, δεν φαίνεται να επηρεάζεται η έκφραση του GH1 γονιδίου από τον -75 πολυμορφισμό, όπως δείχνουν προηγούμενες μελέτες. Από την άλλη, οι SNPs που αναγνωρίσθηκαν στους GHND ασθενείς, παρόλο που είναι παρόμοιοι με αυτούς των GHD ασθενών, συσχετίστηκαν με παραμέτρους αύξησης, όπως βάρος και μήκος γέννησης, ύψος και περίμετρο κεφαλής, και όχι με τα επίπεδα IGF-1. Συμπεράσματα: Οι 18 πολυμορφισμοί και οι 3 μεταλλάξεις που ανιχνεύθηκαν στους GHD και GHND ασθενείς φαίνεται να συμβάλουν μερικώς και μεμονωμένα ή συνεργικά στη μεταγραφή και συνεπώς στην έκκριση της GH. Η διαφορετική συμμετοχή των SNPs στους GHD και GHND ασθενείς πιθανόν αντανακλά και τη διαφορετική εκδήλωση της νόσου. Οι συσχετίσεις των πολυμορφισμών με το ύψος ή άλλα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά που πιθανόν επηρεάζουν την έκκριση GH, απαιτούν, ωστόσο, περαιτέρω διερεύνηση σε μεγαλύτερους πληθυσμούς, ενώ αλλαγές του γονιδιώματος με δυνητικά λειτουργικό ρόλο, πρέπει να εξεταστούν με in λειτουργικές μελέτες. Η κατανόηση της φαινοτυπικής ποικιλότητας των ασθενών με IGHD και των γενετικών αιτιών μπορεί να βοηθήσει στη κατανόηση των μηχανισμών που ενέχονται στον έλεγχο της αύξησης, αλλά και στη βελτίωση της παρακολούθησης και της θεραπεία των ασθενών. Τέλος, επικεντρώνοντας την προσοχή σε μοντέλα πρόβλεψης της αύξησης, καθώς επίσης και σε εξατομικευμένη θεραπεία προαγωγής της αύξησης, η φαρμακογενετική, η φαρμακογενωμική και η βιοπληροφορική φαίνεται ότι θα παίξουν καθοριστικό ρόλο στο μέλλον.