Συσχέτιση σημειακών πολυμορφισμών στα γονίδια PPARγ, PPARδ, IRS-1, IRS-2, και INRS με τα κλινικοπαθολογικά χαρακτηριστικά του συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών

Abstract

Backround: Polycystic ovary syndrome (PCOS), the most common reproductive endocrine disorder of premenopausal women, is strongly associated with hyperinsulinaemia and type 2 diabetes (T2D). Insulin resistance is a key component in the pathogenesis of PCOS. Insulin receptor substrate (IRS) proteins are critical to signal transduction in insulin target tissues. Given the fact that the ethnic origin may influence hormonal and metabolic characteristics of women, as well as the phenotypic overlap between PCOS and T2D, the present study was undertaken to examine the frequency of specific polymorphisms in PPAR-γ and PPAR-δ genes, IRS-1 Gly972Arg, IRS-2 Gly1057Asp and C/Τ in exon 17 of the INRS gene, as well as the TCF7L2 rs7903146(C/T) and the KCNJ11 E23K variants and to investigate whether, they influence hormonal and metabolic characteristics, in Greek PCOS patients and controls. Material and Methods: A total of 183 PCOS patients and 148 healthy controls were enrolled. All participants were Greeks. On admission, venous blood samples were obtained, before hormonal therapy, for genetic study and for hormonal profile, glucose, and insulin assays, on days 3 to 7 from cycling patients. DNA was extracted by whole blood samples for genotyping and detection of Pro12Ala polymorphism of PPAR-γ gene, C to T substitution in exon 6 of the PPAR-γ gene, exon 4 polymorphism of the PPAR-δ gene, IRS-1 Gly972Arg, IRS-2 Gly1057Asp, C/Τ in exon 17 of the INRS gene, TCF7L2 and KCNJ11 variants. Clinical, hormonal, and metabolic characteristics of women with PCOS and controls were estimated and compared between the groups. Results: Genotype and allele frequencies did not differ significantly between PCOS and controls. The Pro12Ala polymorphism of PPAR-γ gene was found in low frequency among subjects and therefore excluded for further comparisons. Concerning the C to T substitution in exon 6 of the PPAR-γ gene, the T-allele was found to be significantly associated with lower total testosterone. The exon 4 polymorphism of the PPAR-δ gene, the PCOS C-allele carrier women had modestly lower fasting glucose levels. Fifty-six women with PCOS (30.60%), whereas 12 women in the control group (13.64%) carried the IRS-1 Gly972Arg polymorphism (p=0.0026). No statistically significant differences in genotypes or allele frequencies for IRS-2 Gly1057Asp polymorphism was observed between controls and PCOS women. No significant differences in any clinical or hormonal measures between subjects on the basis of genotype was observed, except the increased levels of fasting glucose that exhibit the carriers of the Asp allele of the IRS-2 Gly1057Asp polymorphism. No statistically significant differences in genotypes or allele frequencies for C/Τ in exon 17 of the INRS gene was observed between controls and PCOS women. No significant differences in any clinical or hormonal measures between subjects on the basis of genotype was observed, except the increased levels of fasting glucose that exhibit the carriers of the Asp allele of the IRS-2 Gly1057Asp polymorphism. T allele of TCF7L2 rs7903146 variant was found to be marginally over-represented in Greek patients with PCOS. There was no association between KCNJ11 E23K polymorphism and PCOS in the present study. In addition, there were no association observed in hormone levels and insulin resistance, in PCOS carriers of TCF7L2 rs7903146 and KCNJ11 E23K variants. Conclusions: In Greek women with PCOS the PPAR-γ gene polymorphisms did not appear to affect risk of PCOS or component phenotypes in women, except the reduced levels of testosterone in to PCOS women. Additionally, the PPAR-δ polymorphism even if did not found to predispose for PCOS it seems to influence the fasting glucose levels. Only the IRS-1 Gly972Arg polymorphism is associated with increased susceptibility to PCOS in a Greek population. These loci should not be considered major contributors to the hormonal and metabolic phenotype of PCOS. Data provide evidence that the rs7903146 variant of TCF7L2 gene might influence PCOS predisposition while no association was observed between the E23K variant of KCNJ11 and susceptibility to PCOS and related traits.

Εισαγωγή: Το ΣΠΩ αποτελεί τη συχνότερη ενδοκρινική-μεταβολική πάθηση των γυναικών αναπαραγωγικής ηλικίας. Αποτελεί μια πάθηση για την οποία δεν έχει ακόμα ξεκαθαριστεί η αιτιολογία της με αποτέλεσμα να έχουν ενοχοποιηθεί τόσο γενετικοί όσο και περιβαλλοντικοί παράγοντες καθώς και η μεταξύ τους αλληλεπίδραση. Γενικά είναι αποδεκτό ότι το ΣΠΩ εκπροσωπεί ένα περίπλοκο γενετικό σύνδρομο με πολλαπλές μοριακές βλάβες. Καθώς ο αριθμός των υποψηφίων γονιδίων συνεχώς αυξάνει, το τοπίο γίνεται περισσότερο θολό. Η παρούσα μελέτη έχει σκοπό: (α) να αξιολογήσει την παρουσία πολυμορφισμών στα προαναφερόμενα γονίδια στον κίνδυνο ανάπτυξης συνδρόμου πολυκυστικών ωοθηκών (ΣΠΩ) και (β) να συσχετίσει τους πολυμορφισμούς των προαναφερομένων γονιδίων, με τα κλινικοπαθολογικά χαρακτηριστικά των Ελληνίδων με ΣΠΩ. Υλικό και Μέθοδος: Στην μελέτη συμπεριλήφθηκαν 183 γυναίκες με σύνδρομο πολυκυστικών ωοθηκών (ΣΠΩ) και 148 υγιείς, αντίστοιχης ηλικίας. Μελετήθηκαν και συσχετίστηκαν κλινικά, ορμονικά και μεταβολικά χαρακτηριστικά του ΣΠΩ, μεταξύ ασθενών και μαρτύρων καθώς και η συσχέτισή τους με την παρουσία ή μη των διερευνηθέντων γενετικών πολυμορφισμών: C σε Τ στο εξώνιο 6 του γονιδίου PPAR-γ, Τ σε C στο εξώνιο 4 του γονιδίου PPAR-δ, Gly972Arg στο γονίδιο IRS-1, Gly1057Asp στο γονίδιο IRS-2, C από Τ στο εξώνιο 17 του γονιδίου INRS, E23K (rs5219:C>T) στο γονίδιο KCNJ11, rs7903146 (C/T) του γονιδίου TCF7L2. Αποτελέσματα: Οι συχνότητες των πολυμορφικών γονοτύπων αντικατάστασης της C από G στο εξώνιο 2 (πολυμορφισμός Pro12Ala) και της C από T στο εξώνιο 6 του γονιδίου PPAR-γ, και η συχνότητα του πολυμορφισμού +294T/C στο γονίδιο PPAR-δ, δεν βρέθηκαν να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των γυναικών με ΣΠΩ και των υγιών μαρτύρων. Σχετικά με την αντικατάσταση της C από T στο εξώνιο 6 του γονιδίου PPAR-γ, το αλλήλιο T βρέθηκε να σχετίζεται σημαντικά με χαμηλότερα επίπεδα τεστοστερόνης στις γυναίκες με ΣΠΩ. Όσον αφορά τον πολυμορφισμό +294T/C στο εξώνιο 4 του γονιδίου PPAR-δ, οι γυναίκες με ΣΠΩ που έφεραν το C αλλήλιο παρουσίαζαν οριακά χαμηλότερα επίπεδα γλυκόζης νηστείας από τις φέρουσες το αλλήλιο Τ. Στην παρούσα μελέτη, 56 από τις γυναίκες με ΣΠΩ (30.60%), έφεραν τον πολυμορφισμό Gly972Arg του γονιδίου IRS-1, ενώ μόνο 20 από τις υγιείς γυναίκες έφεραν αυτόν τον πολυμορφισμό (13.51%) [p = 0.0002; OR: 2.82 95%CI (1.60 – 4.97)]. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά στη συχνότητα των γονοτύπων και των αλληλίων του πολυμορφισμού Gly1057Asp του γονιδίου IRS-2 μεταξύ των γυναικών με ΣΠΩ και των υγιών μαρτύρων. Η συσχέτιση των πολυμορφισμών Gly972Arg στο γονίδιο IRS-1, με τα κλινικά, ορμονικά και μεταβολικά χαρακτηριστικά των γυναικών με ΣΠΩ και των υγιών μαρτύρων δεν ανέδειξε καμιά σημαντική διαφορά, όπως και για τον πολυμορφισμό Gly1057Asp στο γονίδιο IRS-2, εκτός από αύξηση των τιμών της γλυκόζης νηστείας. Τα αποτελέσματά μας δεν ανέδειξαν καμία στατιστικά σημαντική διαφορά στη συχνότητα των γονοτύπων και των αλληλίων του πολυμορφισμού αντικατάστασης C σε Τ στο εξώνιο 17 του γονιδίου INSR μεταξύ των γυναικών με ΣΠΩ και των υγιών μαρτύρων, αν και η παρουσία του Τ αλληλίου ήταν υψηλότερη στις γυναίκες με ΣΠΩ. Η συσχέτιση του πολυμορφισμού αντικατάστασης C σε Τ στο εξώνιο 17 του γονιδίου INSR με τα κλινικά, ορμονικά και μεταβολικά χαρακτηριστικά των γυναικών με ΣΠΩ και των υγιών μαρτύρων δεν ανέδειξε καμιά σημαντική διαφορά. Η σύγκριση των γονοτύπων rs7903146(C/T) στο γονίδιο TCF7L2, μεταξύ των γυναικών με ΣΠΩ και των μαρτύρων, δεν ανέδειξε καμία σημαντική διαφορά, ωστόσο το μεταλλαγμένο αλλήλιο Τ ήταν σημαντικά συχνότερο στις γυναίκες με ΣΠΩ από ότι στις φυσιολογικές (P = 0.04). Καμία από τις κλινικές, ορμονικές και μεταβολικές παραμέτρους που εξετάστηκαν δεν έδειξε συσχέτιση με τον πολυμορφισμό. Το μεταλλαγμένο αλλήλιο του πολυμορφισμού Ε23Κ στο γονίδιο KCNJ11 βρέθηκε σε παρόμοια ποσοστά στις γυναίκες με ΣΠΩ (26.23%) και στους μάρτυρες (25.67%) Καμία από τις κλινικές, ορμονικές και μεταβολικές παραμέτρους που εξετάστηκαν δεν έδειξε συσχέτιση με τον πολυμορφισμό. Συμπεράσματα: Στις Ελληνίδες με ΣΠΩ, οι πολυμορφισμοί στο PPAR-γ γονίδιο, δεν φαίνεται να επηρεάζουν τον κίνδυνο ανάπτυξης ΣΠΩ ή τα φαινοτυπικά χαρακτηριστικά του συνδρόμου αυτού, με εξαίρεση τα μειωμένα επίπεδα της τεστοστερόνης. Επιπρόσθετα, ο πολυμορφισμός στο γονίδιο PPAR-δ έστω κι αν δεν βρέθηκε να προδιαθέτει για ΣΠΩ, βρέθηκε ότι επηρεάζει τα επίπεδα γλυκόζης νηστείας. Υποστηρίζεται η συμμετοχή του πολυμορφισμού Gly972Arg στο γονίδιο IRS-1 στην προδιάθεση Ελληνίδων για ΣΠΩ. Καθώς δεν υπάρχουν αρκετές σχετικές μελέτες δεν μπορούν να βγουν ασφαλή συμπεράσματα εάν ο πολυμορφισμός στο εξώνιο 17 του INSR γονιδίου εμπλέκεται στην παθογένεια του ΣΠΩ. Ο πολυμορφισμός rs7903146 του γονιδίου TCF7L2 σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης ΣΠΩ και με υψηλότερο δείκτη δασυτριχισμού. Ωστόσο, δεν μπορούμε να υποστηρίξουμε με ποιό τρόπο το γονίδιο TCF7L2 εμπλέκεται στην παθογένεια του ΣΠΩ. Αν και απαιτούνται μελέτες σε περισσότερους πληθυσμούς, δεν φαίνεται το γονίδιο KCNJ11 να σχετίζεται με τις μεταβολικές διαταραχές του ΣΠΩ.