Vplyv vybraných génových polymorfizmov receptoru vitamínu D na priebeh sclerosis multiplex

1. UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE Jesseniova lekárska fakulta v Martine 1 Ústav lekárskej biochémie JLF UK, Martin 2 Neurologická klinika, Univerzitná nemocnica Martin Vplyv vybraných génových polymorfizmov receptoru vitamínu D na priebeh sclerosismultiplex Čierny Daniel 1, Michalik, J. 2, Dobrota, D. 1, Lehotský, J. 1 14. vědecko-pedagogická konference učitelů biochemických oborů lékařských fakult v ČR a SR Plzeň, 30. 5. 2013

2. Etiopatogenéza sclerosis multiplex • demyelinizačné zápalové autoimunitné ochorenie CNS • autoreaktívny klon T-lymfocytov → zápal → poškodenie myelínu → • axonálna degenerácia → remyelinizácia → neurologický deficit Environmentálne faktory • vitamín D • infekcie – EBV, HSV • fajčenie Genetické faktory • HLA gény • non-HLA gény Epigenetické zmeny

3. Rýchlosť progresie sclerosismultiplex Skóre EDSS (Expanded Disability Status Scale, Kurtzke) : 0 – 10 • rozšírená Kurtzkeho škála funkčnej nespôsobilosti • posudzuje hybnosť rúk, schopnosť chôdze, výkon denných aktivít, sebestačnosť, schopnosť komunikácie, prehĺtania, poruchy funkčných systémov Zneschopnenie pacienta KURTZKE, J.F. 1983.

4. Vitamín D • príjem – v potrave, tvorba v koži (UV žiarenie) • odporúčaná denná dávka – cca 1000 IU • regulácia kostného metabolizmu • imunomodulačné účinky (karcinogenéza, autoimunita)

5. Imunomodulačné účinky vitamínu D • T-lymfocyty - inhibíciasekrécie INF-γTH1-ly, zlepšenie funkcie TREG-ly, ↑ tvorby IL-10, posun v smere TH2 • B-lymfocyty – ↓ expresie MHC II molekúl, ↓ tvorby Ig, ↓ diferenciácie plazmatických buniek • makrofágy a dendritické bunky - ↓ sekrécie IL-12 a TNF-ɑ, ↓sekrécie stimulačných molekúl, ↓ zrenia a chemotaxie DC (Bikle, 2011)

6. Vitamín D a sclerosis multiplex • vplyv na oligodendrocyty už počas vývinu jedinca • protektívny efekt voči vzniku SM (Munger et al., 2004) • hypovitaminóza D – rizikový faktor vzniku SM • denná dávka 400 IU redukuje riziko vzniku SM o 80 %(Simon et al., 2010) • plazmatická hladina negatívne koreluje s výskytom relapsov SM (Soilu- Hanninen et al., 2005) • v oblastiach mierneho klimatického pásma, tehotné ženy, deti s anamnézou SM – preventívna suplementácia vit. D (Pierrot-Deseilligny a Souberbielle, 2011, Chaudhuri, 2005) • potenciálne liečebné účinky u pacientov s SM (Cadden et al.., 2011)

7. Mechanizmus účinku vitamínu D KALCITRIOL v plazme Cieľové tkanivá VDR - receptor vitamínu D vitamín D viažúci proteín (DBP) hydroxylácia Antibakteriálne účinky Kostný metabolizmus Imunomodulačné účinky

8. Génové polymorfizmy VDR Ovplyvnenie: • VDR mRNA – hladina, stabilita, zostrih • VDR proteín – stabilita, izoformy, interakcie

9. Génové polymorfizmyVDR a SM

10. Fok I polymorfizmus VDR • zámena C / T resp. F / f (SNP rs10735810) • spôsobuje posun iniciačného kodónu VDR génu • alelová varianta f (resp. T) - vznik VDR proteínu dlhšieho o 3 aminokyseliny v porovnaní s alelou F • alela F (resp. C) – kratší VDR proteín divého typu – vyššia transkripčná aktivita (účinnejšia interakcia s TFIIB)

11. Fok I polymorfizmus VDR • protektívny efekt vitamínu D z exogénnych zdrojov – iba u jedincov s genotypom ff (Simon et al., 2010) • zníženie rizika vzniku SM – genotyp ff (Partridge et al.,2004) • nižšia frekvencia genotypu ff u pacientov s vyšším EDSS skóre (Mamutse et al., 2008) • u jedincov s genotypom obsahujúcim alelu F nižšia plazmatická hladina kalcidiolu (Orton et al., 2008) FF Ff ff

12. ApaI a TaqI polymorfizmus VDR ApaI polymorfizmus • zámena G / T resp. A / a (SNP rs7975232) • bez zmeny aminokyseliny, ale mení stabilitu mRNA • alelaA – vyššie riziko vzniku SM (Tajouriet al., 2005) • alela A – ↑ frekvencia u SM pacientov, ↑ riziko SM v kombinácii s alelou b a HLA-DRB1*1501 (Niino et al., 2000) TaqI polymorfizmus • zámena T / C resp. T / t (SNP rs731236) • alelat– ↑ frekvencia u SM pacientov, 2-krát ↑ riziko vzniku SM, 3-krát ↑ riziko vzniku progresívnej SM (Tajouri et al., 2005)

13. Súbor vyšetrovaných jedincov Doteraz nazbierané vzorky DNA: 160 dobrovoľných darcov krvi 205 pacientov s SM Vyšetrení jedinci:

14. Metodika práce • odber 5 ml vzorky periférnej krvi • izolácia DNA • amplifikácia DNA pomocou polymerázovej reťazovej reakcie (PCR) • štiepenie produktu PCR restrikčnými endonukleázami (FokI , ApaI, TaqI) • elektroforéza (2% agarózový gél, etídiumbromid) • vyhodnotenie (UV lampa)

15. Predbežné výsledky • 39 pacientov s SM (18 RP SM, 21 PP SM) a 58 zdravých jedincov S rýchlejšou progresiou SM je asociovaná: • alela f FokI polymorfizmu (OR = 2,48, 95% CI = 1,14 – 5,35, p = 0,016, vs. CTL) • alela a ApaI polymorfizmu (OR = 2,5, .95% CI = 0,99 – 6,26, p = 0,04, vs. PP SM) FokI polymorfizmus – alelové frekvencie ApaI polymorfizmus – alelové frekvencie

16. Výsledky – ApaIpolymorfizmus VDR

17. Výsledky – TaqI polymorfizmus VDR

18. Výsledky – Fok I polymorfizmus VDR * * * • V skupine s rýchlou progresiou SM: • signifikantne vyššia frekvencia alely f • (vs. CTL: p = 0.02; OR = 2.12; .95 CI = 1.08 – 4.18) • (vs. konv. SM: p = 0.02; OR = 2.17; .95 CI = 1.09 – 4.34)

19. Záver • alelové frekvencie polymorfizmov FokI, ApaI a TaqI sa nelíšia medzi kontrolnou skupinou a SM • alelové varianty polymorfizmov ApaI a TaqI nesúvisia s rýchlosťou progresie SM • alela f polymorfizmu FokI je spojená s rýchlejšou progresiou SM • predpoklad - efekt je spôsobený znížením aktivity VDR a následnou nedostatočnou imunomodulačnou a protizápalovou funkciou vitamínu D

20. Ďalšie ciele • overiť zistené súvislosti vo väčšej skupine jedincov • analyzovať imunologické a biochemické parametre • vyšetriť ďalšie génové polymorfizmy metabolizmu vitamínu D

21. Spolupráca • Ústav lekárskej biochémie JLF UK • Neurologická klinika UNM • Národná transfúzna služba v Martine Ďakujem za pozornosť!