avantajul heterozigot al policitemiei Chuvash mutația VHLR200W poate fi protecția împotriva anemiei

Posted on by admin

rezumat

pierderea funcției liniei germinale mutația vhlr200w este frecventă în Chuvashia, Rusia și apare în alte părți ale lumii. Homozigoții VHLR200W au niveluri crescute de factor inductibil de hipoxie (HIF)-1 și HIF-2, concentrație crescută de hemoglobină, tendință la tromboză și mortalitate precoce. Deoarece mutația persistă de la o origine antică, am emis ipoteza că există un avantaj heterozigot. Au fost studiate treizeci și patru de heterozigoți VHLR200W și 44 de controale cu vârsta peste 35 de ani din Chuvashia, Rusia. Anemia a fost definită ca hemoglobină mai mică de 130 g/L la bărbați și mai mică de 120 g/l la femei. Anemia ușoară a fost prezentă la 15% din heterozigoții VHLR200W și la 34% din controalele fără o alelă VHL mutantă. Prin regresie logistică multivariată, șansele de anemie au fost reduse de aproximativ 5,6 ori la heterozigoții VHLR200W comparativ cu grupurile de control (interval de încredere 95% 1,4–22,7; P=0.017). În concluzie, heterozigozitatea pentru VHLR200W poate oferi protecție împotriva anemiei; o astfel de protecție ar putea explica persistența acestei mutații.

Introducere

mutația r200w a genei von Hippel Lindau (VHL) este prezentă pe același haplotip la aproape toate persoanele din medii rasiale și etnice eterogene, indicând faptul că mutația ar fi putut proveni dintr-un fondator înainte de divergența raselor umane.1 există o singură excepție raportată la această legătură genetică.2 homozigozitatea pentru VHLR200W este responsabilă pentru policitemia Chuvash, prima tulburare congenitală recunoscută a detectării hipoxiei augmentate.3 policitemia Chuvash este frecventă în Republica Ciuvașă a Federației ruse4 și pe insula italiană Ischia;5 condiția apare și în alte părți ale lumii.2,6 policitemia Chuvash se caracterizează prin niveluri crescute de HIF-1 și HIF-2 în condiții de oxigen ambiental3,7 și reglarea în sus a unui număr de gene țintă ale HIF.3,8,9 manifestările clinice includ scăderea tensiunii arteriale sistemice, creșterea presiunii arterei pulmonare și alte modificări ale fiziologiei vasculare pulmonare, varice, hemangioame vertebrale și hepatice, scăderea numărului de globule albe și trombocite, creșterea concentrațiilor serice ale citokinelor inflamatorii, modificări ale concentrațiilor plasmatice de tiol, tromboză arterială și venoasă, episoade hemoragice majore, evenimente vasculare cerebrale și mortalitate prematură. Spre deosebire de boala de predispoziție a cancerului von Hippel Lindau, tumorile maligne tipice acestui sindrom nu au fost găsite și nu a fost demonstrat un risc crescut de cancer.8-13

având în vedere o selecție negativă pentru homozigoții VHLR200W, mutația ar trebui asociată cu un anumit tip de avantaj heterozigot, deși ușor. Cu toate acestea, efectul heterozigozității pentru VHLR200W nu este cunoscut. Au fost raportate doar cazuri rare de policitemie asociate cu heterozigozitatea VHLR200W.2,6,14 într-un studiu care a inclus 9 heterozigoți Chuvash VHLR200W și 77 de participanți Chuvash cu alele VHL normale, heterozigoții VHLR200W au avut presiuni sanguine sistemice semnificativ mai mici și concentrații serice mai mari PAI-1. În plus, deși niciun heterozigot VHLR200W nu a fost policitemic, concentrația medie a hemoglobinei a fost mai mare cu 4 g/L, dar această diferență nu a fost semnificativă statistic.8

studiul de față a fost realizat pentru a determina prospectiv dacă heterozigoții pentru VHLR200W au diferențe fiziologice și clinice perceptibile față de indivizii fără o alelă VHL mutantă și, dacă există astfel de diferențe, pentru a analiza dacă pot reprezenta un avantaj heterozigot. Am căutat anterior o posibilă protecție a heterozigoților VHLR200W de eclampsie, o cauză majoră a morbidității și mortalității materne care este legată de dereglarea VEGF reglementată de HIF-1, dar acest lucru nu a fost validat (Gordeuk și colab., date nepublicate, 2011). În acest studiu, am examinat efectul heterozigozității VHLR200W asupra anemiei într-o probă Chuvash altfel neselectată. Am postulat că identificarea oricărui avantaj al heterozigotului VHLR200W ar putea indica beneficiile potențiale ale augmentării cronice a HIFs de către agenții farmacologici, cum ar fi inhibitorii doctoranzilor.15,16

proiectare și metode

Obiectivul studiului

Obiectivul studiului a fost de a compara caracteristicile clinice și moleculare ale unui grup de heterozigoți VHLR200W cu vârsta peste 35 de ani și un număr similar de controale fără o alelă VHL mutantă cu vârsta peste 35 de ani în Republica Ciuvașă a Federației Ruse. Restricțiile bugetare au limitat studiul la mai puțin de 80 de participanți la cercetare.

protocol de cercetare

Consiliul de revizuire Instituțională al Universității Howard a aprobat cercetarea și toți participanții au oferit consimțământul scris în cunoștință de cauză. Studiul a fost realizat în Republica Autonomă Chuvash a Federației Ruse, care se află la aproximativ 650 de kilometri sud-est de Moscova de-a lungul râului Volga. Heterozigoții VHLR200W cu vârsta peste 35 de ani au fost identificați prin studierea membrilor familiei de gradul I ai pacienților cu policitemie Chuvash. În plus, controale neafectate, fără legătură, de asemenea, de etnie Ciuvașă și de distribuție similară a vârstei și sexului au fost înscrise din comunitatea din aceeași zonă geografică a Ciuvașiei, fără cunoașterea prealabilă a stării lor de sănătate. Participanții la studiu, care se aflau în starea lor obișnuită de sănătate, s-au caracterizat prin istoric medical, examen fizic, inclusiv tensiunea arterială și greutatea corporală și teste de laborator ale sângelui periferic.

proceduri de laborator

numărul total de sânge a fost efectuat de un analizor automat (Sysmex XT 2000i, Sysmex Corporation, Kobe, Hyogo, Japonia). Concentrația serică de feritină a fost determinată prin imunotest enzimatic (Ramco Laboratories Inc., Stafford, TX, Statele Unite ale Americii). Concentrațiile plasmatice ale VEGF și concentrațiile serice ale eritropoietinei și ale receptorului solubil de transferină au fost determinate prin testul imunosorbent legat de enzime (ELISA) (R& D Systems, Minneapolis, MN, SUA). Concentrația plasmatică PAI-1 a fost determinată și de ELISA (Innovative Research, Inc., Novi, MI, Statele Unite ale Americii). Concentrația serică de hepcidină a fost măsurată prin ELISA competitivă, așa cum s-a descris anterior.17 genotiparea pentru VHLR200W a fost efectuată prin PCR așa cum s-a descris anterior.8

statistici

comparația primară a studiului a fost între heterozigoții VHLR200W și subiecții genotipici normali. Analiza variabilelor continue a fost făcută prin testul T al elevului (după transformarea normală) sau prin analiza varianței cu ajustarea pentru covariabile semnificative. Analiza variabilelor categorice a fost efectuată prin testul Pearson ‘ s inkt2 sau prin regresie logistică cu ajustare pentru alte variabile semnificative. Variabilele continue înclinate au fost transformate în jurnal pentru a aproxima o distribuție normală. Analizele au fost efectuate cu Stata 10.1 (StatCorp., College Station, TX, SUA).

rolul sursei de finanțare

Amgen a ajutat la proiectarea studiului, dar Dr.Gordeuk a avut întreaga responsabilitate pentru implementarea și desfășurarea studiului, colectarea, gestionarea și interpretarea datelor și scrierea manuscrisului.

rezultate și discuții

caracteristicile clinice ale participanților la studiu sunt rezumate în tabelul 1 în funcție de genotipul VHL. Valoarea medie pentru MCV a fost mai mică în rândul heterozigoților VHLR200W (P=0,033), iar numărul de celule albe din sânge a fost mai mare (P=0,036). Concentrațiile serice de feritină au fost similare la heterozigoții VHLR200W și la subiecții de control. Concentrația medie (deviația standard ) a hemoglobinei a fost de 134 (14) g/l în heterozigoții VHLR200W și de 128 (16) g/l în controalele fără o alelă VHL mutantă (P=0,10). Dimensiunea eșantionului de studiu de 78 are o putere de 0,50 pentru a detecta diferența observată de 6 g/l în concentrația hemoglobinei între heterozigoții VHLR200W și controalele la un nivel de semnificație de P<0,05. O dimensiune a eșantionului de 170 ar avea o putere de 0,8 pentru a detecta o astfel de diferență, iar o dimensiune a eșantionului de 230 ar avea o putere de 0,9.

folosind definiția Organizației Mondiale a Sănătății a hemoglobinei (mai puțin de 130 g/l la bărbați și mai puțin de 120 g/l la femei),18 20 (26%) din cei 77 de participanți la studiu au fost anemici (Tabelul 2), iar prevalența pe sexe a fost de 15 (32%) din 47 de femei și 5 (17%) din 30 de bărbați. Anemia a fost ușoară și asociată cu scăderi ale MCHC (P=0,002), concentrația de feritină (P=0,007) și concentrația de hepcidină (P=0,009) și o creștere a concentrației de eritropoietină (P=0,06; Tabelul 3), sugerând că anemia ar fi putut fi predominant legată de deficitul de fier.

Tabelul 1.Caracteristicile clinice ale participanților la studiu în funcție de genotipul VHL.*

prevalența anemiei a fost de 15% în heterozigoții VHLR200W și de 34% în grupurile de control (P=0,061 prin testul Pearson pequx). Într-o analiză de regresie logistică care s–a ajustat în funcție de vârstă, sex și o interacțiune între vârstă și sex, șansele estimate de anemie au fost de 5,6 ori mai mici la heterozigoții VHLR200W decât la controale (95% interval de încredere 1,4-22,7; P=0,017). Dintre cei 5 heterozigoți VHLR200W cu anemie, o femeie în vârstă de 39 de ani a avut o concentrație serică de feritină de 6 hectogg/L și hepcidină de 2,5 ng/mL, indicând deficit de fier, iar 3 femei și un bărbat au avut anemie inexplicabilă. Dintre cele 15 controale cu anemie, șase femei cu vârsta de 53 de ani sau mai puțin au avut concentrație serică de feritină mai mică de 20 hectog/l și hepcidină mai mică de 21 ng/mL indicând deficit de fier. Doi bărbați din grupul de control au prezentat modificări în concordanță cu efectul alcoolului (macrocitoză și antecedente de consum de alcool), un bărbat și 4 femei cu vârsta sub 60 de ani au avut anemie inexplicabilă, iar un bărbat și 2 femei cu vârsta peste 65 de ani au avut anemie inexplicabilă (denumită în mod obișnuit anemie inexplicabilă a vârstnicilor). Astfel, acest studiu sugerează că, spre deosebire de efectele dăunătoare ale homozigozității pentru VHLR200W sub formă de policitemie Chuvash, heterozigozitatea pentru VHLR200W poate duce la protecție împotriva anemiei. Pe baza datelor noastre, acest mecanism de protecție se poate aplica anemiei cu deficit de fier și anemiei în general; indiferent dacă este pertinent anemiei inflamației sau anemiei vârstnicilor în special, nu se poate răspunde în acest studiu relativ mic. Cu toate acestea, aceste întrebări ar putea fi abordate într-un studiu mai amplu la om și în experimente care utilizează un model de șoarece de policitemie Chuvash.7

Tabelul 2.Caracteristicile clinice ale participanților la studiu în funcție de prezența sau absența anemiei (hemoglobină <130 g/dL bărbați, <120 g/dL femei).*

se pare posibil ca riscul mai mic de anemie observat la heterozigoții VHLR200W să se datoreze unei creșteri ușoare a activității HIF în normoxia. Factorii de transcripție HIF sunt cunoscuți pentru a regla eritropoietina, inhibitorul activatorului plasminogenului-1, receptorul transferinei și factorul de creștere endotelial vascular și reglează hepcidina.19,20 concentrațiile acestor produse, ajustate pentru covariabile semnificative, sunt prezentate în tabelul 3. Au existat concentrații mai mari ale receptorilor de transferină (P=0,026) și o tendință spre un factor de creștere endotelial vascular mai mare (P=0.14) și concentrațiile de eritropoietină (P=0,18) în rândul heterozigoților VHLR200W. Concentrațiile de hepcidină nu diferă în funcție de genotipul VHL. Deși nu au existat diferențe semnificative în concentrațiile circulante de eritropoietină între heterozigoții VHLR200W și grupul de control de tip sălbatic VHL în acest studiu, există dovezi pentru stimularea directă a eritropoiezei de către HIFs independent de concentrația de eritropoietină, deoarece progenitorii eritroizi homozigoți vhlr200w au un răspuns sporit la eritropoietină.3,21 dovezi dintr-un model de șoarece sugerează că, pe lângă promovarea expresiei receptorilor de eritropoietină și transferină și a expresiei hepcidinei care reglează în jos, HIF stimulează probabil și eritropoieza printr-un mecanism dependent de fier care încă nu a fost definit.22

Tabelul 3.Produse ale genelor reglementate de HIF la participanții la studiu conform genotipului VHL.*

o limitare a acestui studiu este dimensiunea mică a eșantionului. Pentru a confirma constatările actuale și pentru a identifica alte beneficii posibile subtile ale stării heterozigote pentru o boală autosomală recesivă, ar fi necesar studiul unei cohorte mai mari. Un alt dezavantaj potențial este că prevalența generală a anemiei în acest studiu pare ridicată. Informațiile privind starea hematologică a adulților din Rusia în general sau din Chuvashia în special sunt rare. În studiul nostru publicat anterior din Chuvashia,8 prevalența anemiei în rândul controalelor adulților din comunitate a fost similară cu studiul de față (24% în general, 34% la femei, 14% la bărbați) (V. Gordeuk, observații nepublicate, 2011).

în concluzie, un nivel de protecție împotriva anemiei ar putea explica un avantaj heterozigot pentru alela VHLR200W, în ciuda mortalității ridicate a homozigoților. Mai mult, datele prezentate aici sugerează că creșterile ușoare ale semnalizării HIF-1 și HIF-2 în normoxia nu compromit activitatea eritropoietică în condiții fiziologice normale într-o măsură care ar modifica vizibil concentrația hemoglobinei la heterozigoții Chuvash sănătoși. Cu toate acestea, atunci când o insultă patologică crește cererea de eritropoieză, semnalizarea crescută a HIF-urilor în heterozigote poate crește eritropoieza într-un grad perceptibil, rezultând fie prevenirea, fie îmbunătățirea anemiei. Astfel, efectul cumulativ al heterozigozității VHLR200W poate oferi un grad de protecție împotriva anemiei care ar putea permite un avantaj pentru menținerea sau chiar creșterea frecvenței acestui polimorfism genetic la om. În plus, constatările noastre sugerează că creșterea nivelului de HIF-inktif prin inhibarea farmacologică a doctorilor la om ar putea fi un mijloc sigur de creștere a nivelurilor de eritropoietină pentru corectarea și prevenirea anemiei și/sau pentru a produce alte aspecte potențial benefice ale răspunsului hipoxic.15

note de subsol

  • finanțare: susținută parțial de grant n. UH1-HL03679-05 de la Institutul Național al Inimii, Plămânului și sângelui (VRG) și de Biroul de cercetare pentru sănătatea minorităților, printr-un grant de la Amgen și prin granturile NIH n. 1 R01 HL079912-01 (VRG) și R01 HL50077-14 (JTP).
  • autor și Dezvăluiriinformațiile furnizate de autori despre contribuțiile persoanelor enumerate ca autori și în mulțumiri sunt disponibile împreună cu textul integral al acestei lucrări la adresa www.haematologica.org.
  • informații financiare și de altă natură furnizate de autori utilizând ICMJE (www.icmje.org) formatul Uniform pentru divulgarea intereselor concurente este, de asemenea, disponibil la www.haematologica.org.
  • primit 7 aprilie 2011.
  • Revizuirea a primit 11 Mai 2011.
  • Acceptat La 16 Mai 2011.
  1. Liu e, Percy MJ, Amos CI, Guan Y, Shete S, Stockton DW. Distribuția Mondială a mutației VHL 598C & gt; t indică un singur eveniment fondator. Sânge. 2004; 103(5):1937-40. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1182 / sânge-2003-07-2550google Scholar
  2. Cario H. policitemii/eritrocitoze din copilărie: clasificare, diagnostic, prezentare clinică și tratament. Ann Hematol. 2005; 84(3):137-45. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1007 / s00277-004-0985-1google savant
  3. Ang deci, Chen H, Hirota K, Gordeuk VR, Jelinek J, Guan Y. Perturbarea homeostaziei oxigenului stă la baza policitemiei congenitale Chuvash. Nat Genet. 2002; 32(4):614-21. PubMedhttps://doi.org / 10.1038 / ng1019Google savant
  4. Polyakova LA. Eritrocitoza familială în rândul locuitorilor ASSR din Chuvash. Probleme Gematologii i perelivaniya Krovi. 1974; 10:30-6. Google Scholar
  5. Perrotta s, Nobili B, Ferraro M, Migliaccio C, Borriello A, Cucciolla V. policitemia dependentă de Hippel-Lindau este endemică pe insula Ischia: identificarea unui grup nou. Sânge. 2006; 107(2):514-9. PubMedhttps:/ / doi.org / 10.1182 / sânge-2005-06-2422google Scholar
  6. Percy MJ, McMullin MF, Jowitt SN, Potter M, Treacy M, Watson WH, Lappin TR. Policitemia congenitală de tip Chuvash în 4 familii de strămoși asiatici și vest-europeni. Sânge. 2003; 102(3):1097-9. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1182 / sânge-2002-10-3246google Scholar
  7. Hickey MM, Lam JC, Bezman NA, Rathmell WK, Simon MC. mutația von Hippel-Lindau la șoareci recapitulează policitemia Chuvash prin semnalizarea factorului inductibil de hipoxie – 2alpha și eritropoieza splenică. J Clin Invest. 2007; 117(12):3879-89. PubMedhttps:/ / doi.org / 10.1172 / JCI32614Google Scholar
  8. Gordeuk VR, Sergueeva AI, Miasnikova GY, Okhotin D, Voloshin Y, Choyke PL. Tulburare congenitală de detectare a oxigenului: asocierea mutației homozigote a policitemiei Chuvash VHL cu tromboză și anomalii vasculare, dar nu și tumori. Sânge. 2004; 103(10):3924-32. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1182 / sânge-2003-07-2535google Scholar
  9. Bushuev VI, Miasnikova GY, Sergueeva AI, Polyakova LA, Okhotin D, Gaskin PR. Endotelina-1, factorul de creștere endotelial vascular și presiunea arterială pulmonară sistolică la pacienții cu policitemie Chuvash. Haematologica. 2006; 91(6):744-9. PubMedGoogle Scholar
  10. Sergueeva AI, Miasnikova GY, Okhotin DJ, Levina AA, Debebe Z, Ammosova T. Elevated homocysteine, glutathione and cysteinylglycine concentrations in patients homozygous for the Chuvash polycythemia VHL mutation. Haematologica. 2008; 93(2):279-82. PubMedhttps://doi.org/10.3324/haematol.11851Google Scholar
  11. Smith TG, Brooks JT, Balanos GM, Lappin TR, Layton DM, Leedham DL. Mutation of von Hippel-Lindau tumour suppressor and human cardiopulmonary physiology. PLoS Med. 2006; 3(7):e290. PubMedhttps://doi.org/10.1371 / jurnal.pmed.0030290Google Scholar
  12. Formenti F, Constantin-Teodosiu D, Emmanuel Y, Cheeseman J, Dorrington KL, Edwards LM. Reglarea metabolismului uman prin factor inductibil de hipoxie. Proc Natl Acad Sci Statele Unite ale Americii. 2010; 107(28):12722-7. PubMedhttps://doi.org / 10.1073 / pnas.1002339107google Scholar
  13. Niu X, Miasnikova GY, Sergueeva AI, Polyakova LA, OKHOTIN DJ, Tuktanov NV. Profiluri de citokine modificate la pacienții cu policitemie Chuvash. Sunt J Hematol. 2008; 84:74-8. Google Scholar
  14. Pastore YD, Jelinek J, Ang S, Guan Y, Liu E, Jedlickova K, Krishnamurti L, Prchal JT. Mutații ale genei VHL în policitemia sporadică aparent congenitală. Sânge. 2003; 101(4):1591-5. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1182 / sânge-2002-06-1843google Scholar
  15. Bernhardt WM, WIESENER MS, Scigalla P, Chou J, Schmieder RE, Gunzler V, Eckardt KU. Inhibarea prolil hidroxilazelor crește producția de eritropoietină în BRST. J Sunt Soc Nephrol. 2011; 21(12):2151-6. Google Scholar
  16. Minamishima YA, Kaelin WG. Reactivarea sintezei EPO hepatice la șoareci după pierderea doctoratului. Știință. 2010; 329(5990):407. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1126 / science.1192811google Scholar
  17. Ganz T, Olbina G, Girelli D, Nemeth e, Westerman M. testul imunologic pentru hepcidina serică umană. Sânge. 2008; 112(10):4292-7. PubMedhttps: / / doi. org / 10.1182 / sânge-2008-02-139915google Scholar
  18. OMS seria raport tehnic. 1968. Google Academic
  19. Liao H, Hyman MC, Lawrence DA, Pinsky DJ. Reglarea moleculară a genei PAI-1 prin hipoxie: contribuții ale Egr-1, HIF-1alpha și C/EBPalpha. FASEB J. 2007; 21(3): 935-49. PubMedhttps://doi.org / 10.1096 / fj.06-6285comgoogle Scholar
  20. Semenza Gl. Reglarea homeostaziei oxigenului prin factorul inductibil de hipoxie 1. Fiziologie (Bethesda). 2009; 24:97-106. PubMedhttps: / / doi.org/10.1152/physiol.00045.2008 Google Scholar
  21. Yoon D, OKHOTIN DV, Kim B, Okhotina Y, OKHOTIN DJ, Miasnikova GY. Creșterea dimensiunii organelor solide la pacienții cu policitemie Chuvash și la șoareci cu expresie modificată a HIF-1alpha și HIF-2alpha. J Mol Med. 2010; 88(5):523-30. PubMedhttps:/ / doi.org / 10.1007/s00109-010-0599-0Google Scholar
  22. Yoon D, Pastore YD, Divoky V, Liu E, Mlodnicka AE, Rainey K. Hypoxia-inducible factor-1 deficiency results in dys-regulated erythropoiesis signaling and iron homeostasis in mouse development. J Biol Chem. 2006; 281(35):25703-11. PubMedhttps://doi.org/10.1074/jbc.M602329200Google Scholar

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.