Identification of novel molecules implicated in the pathogenesis and monitoring of lupus nephritis using microarrays
Authors: Κρασουδάκη Ελένη 
Published: August 2021

Ο Συστηματικός Ερυθηματώδης Λύκος (ΣΕΛ) αποτελεί ένα συστηματικό νόσημα αυτοάνοσης αιτιολογίας με προσβολή πολλών οργάνων όπως οι νεφροί, οι αρθρώσεις, το νευρικό σύστημα και τα αιμοποιητικά όργανα. Η νεφρίτιδα του λύκου αποτελεί από τις πιο σοβαρές εκδηλώσεις της νόσου με σημαντικά ποσοστά νοσηρότητας και θνητότητας.Εμφανίζεται κυρίως σε νεαρές ηλικίες και σε ασθενείς Αφρικανικής καταγωγής. Δέκα τοις εκατό των ασθενών θα εμφανίσουν νεφρική νόσο τελικού σταδίου. Τα κύρια ιστοπαθολογικά χαρακτηριστικά της νόσου αφορούν την εναπόθεση ανοσοσυμπλεγμάτων στο σπείραμα, που οδηγεί σε φλεγμονή με ενεργοποίηση λευκοκυττάρων και κυττάρων του σπειράματος.Γονιδιακές μελέτες έχουν αποκαλύψει δίκτυα που εμπλέκουν τόσο το ανοσοποιητικό σύστημα όσο και τη δημιουργία εξωκυττάριας θεμέλιας ουσίας και τη συμμετοχή των «τοπικών»κυττάρων στη παθογένεια της νόσου.Τα miRNAs αποτελούν μια νέα ομάδα εξελικτικά καλά διατηρημένων μικρών μορίων RΝΑ που δεν κωδικοποιούν για πρωτεΐνες και έχουν μήκος 22 νουκλεοτιδίων. Θεωρούνται σημαντικοί αρνητικοί ρυθμιστές της έκφρασης γονιδίων σε μετα-μεταφραστικό επίπεδο.Ανάλογα με τον βαθμό συμπληρωματικότητας, τα miRNAs προσδένονται στα mRNAs-στόχους τους και είτε προκαλούν την αποικοδόμηση τους, είτε αναστέλλουν την μετάφραση τους σε πρωτεϊνικά μόρια. Πολλές μελέτες έχουν δείξει ότι εκφράζονται στο νεφρό και εμπλέκονται τόσο στην ανάπτυξη και τη φυσιολογική λειτουργία του, όσο και σε παθολογικές καταστάσεις όπως η διαβητική νεφροπάθεια, η πολυκυστική νόσος, η IgA νεφροπάθεια, η οξεία νεφρική βλάβη ή οι κακοήθεις όγκοι του νεφρού.Ο ρόλος των miRNAs ως μεταγραφικοί ρυθμιστές στη παθογένειά του ΣΕΛ έχει μελετηθεί εκτενώς και έχει βρεθεί ότι εμπλέκονται σε μονοπάτια μεθυλίωσης του DNA, IFN-I,οιστρογόνων και ρυθμιστικών Τ-λεμφοκυττάρων. Η έκφραση τους έχει επίσης μελετηθεί σε μονοκύτταρα περιφερικού αίματος, CD4 T-λεμφοκυττάρων, βιοψίες νεφρού καθώς και Β-κυτταρικές σειρές επιμολυσμένες με EBV.Με στόχο την ανεύρεση νέων γονιδίων που συμβάλλουν στην νεφρίτιδα στο ΣΕΛ, στην παρούσα εργασία μελετούμε την έκφραση και λειτουργία των miRNAs στο νεφρικό ιστό ασθενών με νεφρίτιδα του ΣΕΛ με την χρήση της τεχνολογίας των μικροσυστοιχείων(microarrays). Ταυτοποιήσαμε έναν αριθμό miRNAs – γονιδίων στόχων με διαφορετική έκφραση και κατασκευάσαμε δίκτυα γονιδίων που πιθανόν εμπλέκονται στη παθογένεια τη νόσου. Το miR-422a βρέθηκε να έχει τη μεγαλύτερη έκφραση, να συσχετίζεται με ενεργείς ιστολογικές βλάβες στο σπείραμα και να ελέγχει την έκφραση της Καλλικρεϊνης 4 (KLK-4),μίας σερίνης εστεράσης με πιθανή προστατευτική δράση στο νεφρό. Σε σύγκριση με τον υγιή ιστό, στους νεφρούς των ασθενών με νεφρίτιδα ΣΕΛ παρατηρήθηκε μεταβολή της έκφρασης σε 24 miRNAs (αυξημένη έκφραση σε 9, μειωμένη έκφραση σε 15miRNAs). Το miR-422a παρουσίασε τη μεγαλύτερη αύξηση (17.2 φορές). Τα προβλεπόμενα γονίδια – στόχοι εμπλέκονται σε σηματοδοτικά μονοπάτια φλεγμονής, μεταφορέων μεμβράνης , κυτταρικής ομοιόστασης όπως TGF-β, protein kinase A, ERK/MAPK, NF-κB,HNF4A, Wnt/β-catenin. Η βιοπληροφορική ανάλυση έδειξε ότι το miR-422a συνδέεται στην 3’UTR περιοχή του γονιδίου της KLK4 και καταστέλλει την έκφρασή της. Σε πειράματα διαμόλυνσης των κυττάρων HEK293, η υπερέκφραση του miR-422a κατέστειλε κατά 65% τη λουσιφεράση του γονιδίου της KLK4 και κατά 82% τα επίπεδα του mRNA της.Μελετήθηκε η έκφραση των miR-422a/KLK4 κατά την εξέλιξη της νεφρίτιδας του λύκου σε ποντίκια NZB/W F1. Στα πρώιμα στάδια νεφρίτιδας ΣΕΛ (ποντικοί ΝΖΒx NZW F1 ηλικίας2 μηνών) παρατηρήθηκε αύξηση του miR-422a κατά 4.1 φορές και μείωση του KLK4 mRNAκατά 3.4 φορές. Οι παραπάνω μεταβολές ενισχύθηκαν σε προχωρημένο στάδιο της νόσου(ποντικοί ηλικίας 6 μηνών) με αύξηση του miR-422a κατά 9.4 φορές και μείωση του KLK4mRNA κατά 7.6 φορές σε σύγκριση με νεφρικό ιστό από υγιείς ποντικούς. Σε υγιείς μάρτυρες(ανθρώπινο ή δείγμα από ποντίκι) η KLK4 εκφραζόταν στο κυτταρόπλασμα τόσο των σωληναριακών όσο και των μεσαγγειακών κυττάρων. Αντιθέτως, δεν παρατηρήθηκε έκφραση της στα παρεγχυματικά κύτταρα NZB/W F1 ή ασθενών με πρωτεΐνουρία. Συνολικά, τα παραπάνω δεδομένα αναδεικνύουν το πιθανό ρόλο των miRNAs και της KLK4 στη παθογένεια της νεφρίτιδας του λύκου.