Μελέτη μοριακών παραγόντων (φετουίνη, βισφατίνη και ιντερλευκίνη-6) στο αμνιακό υγρό δευτέρου τριμήνου σε κυήσεις εμβρύων με ανευπλοειδίες

Abstract

Fetuses with the commonest trisomies – such as 21, 18, 13 and less frequently with trisomiesof X chromosomes- present a wide range of features that varies from early intrauterine growthrestriction and special sonographical characteristics to preterm labour and intrauterine death.The frequency of the above special phenotypic features is greater in aneuploid pregnanciescompared with euploid pregnancies. Therefore, we hypothesised that aneuploid pregnanciespresent metabolic and biochemical intrauterine pathways, from an early gestational stage,which are different from those in euploid pregnancies and can partially explain theirphenotypical features.This thesis aims to assess the concentration of biochemical molecules, which have beenstudied in other perinatal pathologies such as preterm labour or intrauterine growth restrictionand are known to be linked to metabolism, in mid trimester amniotic fluid from pregnancieswith trisomy 21, 13, 18 or anomalies of sex chromosomes; we have chosen to sudy fetuin A,visfatin and interleukin 6 (IL 6). We also aim to assess the concentration of the same proteinsin amniotic fluid from euploid pregnancies (markers) and compare it with that from aneuploidpregnancies. The amniotic fluid samples were collected by amniocentesis as part of prenataldiagnosis.Our study assessed the hypothesis that the proteins studied, -fetuin A, visfatin and interleukin6 (IL 6) - have different concentrations in mid trimester amniotic fluid derived from aneuploidpregnancies compared with euploid ones.The level of fetuin A, a member of the the cysteine super-family and known negativeinflammation biomarker, was measured in 25 amniotic samples from pregnancies withtrisomy 21 (T21), 11 from pregnancies with trisomy 18 (T18), 3 from pregnancies withtrisomy 13 (T13), 7 from pregnancies with trisomy of X chromosome and 25 from euploidones. An important finding is that fetuin A is secreted in mid trimester amniotic fluid not only in euploid but in aneuploid pregnancies too. In addition, in T21 and T18, fetuin A levels arestatistically significantly lower than in markers (5.7 ng/ml and 5.1 ng/ml vs 7 ng/mlrespectively, p=0.008 and p=0.023). In T13 and quantitative anomalies of X chromosome,although there is a trend of lower fetuin A compared with the markers, the difference does notreach statistically significant levels (p=0.22 and 0.207) possibly because of the small samplesize. These findings indicate that pro-inflammatory processes are evident in aneuploidpregnancies compared with euploids. Furthermore, phenotypical features seen amonganeuploid fetuses, such as delayed osteogenesis of nasal bone, short limbs, and delayedmaturation of neurons can be linked with the impaired secretion and action of fetuin A inthese pregnancies.We, also, determined the concentration of visfatin, an adipokine that has been associated withobesity and metabolic syndrome, in mid-trimester amniotic fluid from 31 T21 pregnancies, 11T18 pregnancies, 3 T13 pregnancies, 7 pregnancies with quantitative anomalies of Xchromosome and 21 normal karyotype pregnancies (markers). The study indicates thatvisfatin is present in the majority of the samples during the 2nd trimester. Concentrations didnot differ between euploid and aneuploid pregnancies and this can be explained by the factthat fetal adipose tissue, the main source of visfatin, has not been formed by the first half of2nd trimester.Morever we assessed the concentration of IL 6, a well known inflammatory marker, inamniotic fluid from 31 T21 pregnancies, 11 Τ18 pregnancies, 3 Τ13 pregnancies, 7pregnancies with anomalies of sex chromosomes and 27 markers. IL 6 levels are significantlyhigher in T18 compared with euploid pregnancies (192.44 vs 33.072 pg/ml, p=0.006) andthere is a similar trend in the other aneuploid pregnancies. This indicates further that proinflammatoryprocesses are prominent in aneuploid pregnancies even from this early stage. This thesis indicates that the secretion and action of metabolic markers is impaired in thestudied trisomies, especially those which are associated with inflammation, and this couldexplain part of their phenotypic features.

Τα έμβρυα με τις συχνές χρωμοσωμικές ανευπλοειδίες, - 21, 13, 18 και λιγότερο με τιςαριθμητικές ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων- εμφανίζουν ένα μεγάλο εύροςχαρακτηριστικών που ποικίλλουν από πρόωρη ενδομήτριο καθυστέρηση της ανάπτυξης καιιδιαίτερα υπερηχογραφικά χαρακτηριστικά ως πρόωρο τοκετό ή ενδομήτριο θάνατο.Υποθέτουμε, λοιπόν, ότι αυτά τα έμβρυα εμφανίζουν μεταβολικούς και βιοχημικούςμηχανισμούς από την ενδομήτριο ζωή που διαφέρουν από τους αντίστοιχους στα έμβρυα μεφυσιολογικό καρυότυπο.Στην παρούσα διατριβή μελετήθηκε η παραγωγή και συγκέντρωση διαφόρων βιοχημικώνπαραγόντων στο αμνιακό υγρό 2ου τριμήνου κυήσεων με τρισωμίες 21, 18, 13 καιαριθμητικών ανωμαλιών των χρωμοσωμάτων του φύλου ( σύνδρομο Klinefelter καιυπερθήλεος) καθώς και σε αμνιακό υγρό κυήσεων με φυσιολογικό καρυότυπο (μάρτυρες). Τοαμνιακό υγρό επιλέχθηκε ως το καλύτερο μέσο που αντανακλά το εξωκυττάριο περιβάλλοντου εμβρύου και μπορεί να μελετηθεί από ηθικής απόψεως στο 2ο τρίμηνο χωρίς να θέτει σεκίνδυνο το έμβρυο. Οι αμνιοπαρακεντήσεις πραγματοποιήθηκαν κατά το πρώτο ήμισυ τουδευτέρου τριμήνου της κύησης για λόγους προγεννητικής διάγνωσης.Μελετήθηκε η υπόθεση ότι οι εξεταζόμενοι μοριακοί παράγοντες, -φετουίνη Α, βισφατίνηκαι ιντερλευκίνη 6 (IL 6)- έχουν διαφορετικές συγκεντρώσεις στο αμνιακό υγρό τωνκυήσεων με ανευπλοειδία και των μαρτύρων με φυσιολογικό καρυότυπο στην ίδια ηλικίακύησης.Η φετουίνη Α, μια πρωτείνη της υπερ-οικογένειας των κυστατινών που θεωρείται αρνητικόςπαράγοντας φλεγμονής, προσδιορίστηκε στο αμνιακό υγρό 25 κυήσεων με τρισωμία 21(Τ21), 11 κυήσεων με τρισωμία 18 (Τ18), 3 κυήσεων με τρισωμία 13 (Τ13), 7 κυήσεων μεαριθμητικές ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων και 25 κυήσεων με φυσιολογικόκαρυότυπο. Πρώτο εύρημα, είναι ότι η φετουίνη παράγεται και εκκρίνεται στο αμνιακό υγρό όλων των κυήσεων, τόσο φυσιολογικών όσο και ανευπλοειδικών, κάτι που δεν έχει μελετηθείκαι αναφερθεί στη βιβλιογραφία στο παρελθόν. Επιπλέον, η συγκέντρωση της φετουίνης στοαμνιακό υγρό 2ου τριμήνου στη Τ21 και Τ18 είναι στατιστικά σημαντικά χαμηλότερη σεσχέση με τους μάρτυρες (5.7 ng/ml και 5.1 ng/ml έναντι 7 ng/ml αντίστοιχα, p=0.008 καιp=0.023). Χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση και στην Τ13 και στις αριθμητικές ανωμαλίεςτων φυλετικών χρωμοσωμάτων σε σχέση με τους μάρτυρες, αλλά δε φτάνει στατιστικάσημαντικά επίπεδα (p=0.22 και 0.207) πιθανά λόγω του μικρού αριθμού δειγμάτων σε αυτέςτις υποομάδες. Αυτό το εύρημα μπορεί να συσχετίζεται με φλεγμονώδεις διεργασίες που είναιπιο έντονες στις ανευπλοειδικές κυήσεις σε σχέση με τις φυσιολογικές.Η βισφατίνη, μια κυτοκίνη που εκκρίνεται από το λιπώδη ιστό και έχει συσχετισθεί με τηνπαχυσαρκία και το μεταβολικό σύνδρομο, προσδιορίστηκε στο αμνιακό υγρό 31 κυήσεων μετρισωμία 21 (Τ21), 11 κυήσεων με τρισωμία 18 (Τ18), 3 κυήσεων με τρισωμία 13 (Τ13), 7κυήσεων με αριθμητικές ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων και 21 κυήσεων μεφυσιολογικό καρυότυπο (μάρτυρες). Η βισφατίνη ανιχνεύτηκε στην πλειονότητα τωνδειγμάτων αμνιακού υγρού 2ου τριμήνου, ένα σημαντικό εύρημα, καθώς η βισφατίνη δεν έχειμελετηθεί στο παρελθόν σε αμνιακό υγρό ανθρώπου. Παρ’όλα αυτά σε μικρό αριθμόδειγμάτων αμνιακού υγρού (τόσο με φυσιολογικό καρυότυπο όσο και με Τ21 ή Τ18) ηβισφατίνη δεν ανιχνεύτηκε και μπορούμε να υποθέσουμε ότι η παραγωγή και έκκριση τηςστο αμνιακό υγρό δεν έχει ολοκληρωθεί κατά το 2ο τρίμηνο. Ως προς τη συγκέντρωσή της,αυτή δεν έχει στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ ευπλοειδικών και ανευπλοειδικώνκυήσεων, γεγονός που μπορεί να εξηγηθεί με την υπόθεση ότι ο λιπώδης ιστός του εμβρύου,κύρια πηγή έκκρισης της βισφατίνης, δεν έχει αναπτυχθεί πλήρως κατά το πρώτο μισό του 2ουτριμήνου που μελετήσαμε.Τέλος η συγκέντρωση της ιντερλευκίνης 6 (ΙL 6), ενός βασικού προφλεγμονώδη παράγοντα,προσδιορίστηκε στο αμνιακό υγρό 31 κυήσεων με τρισωμία 21 (Τ21), 11 κυήσεων μετρισωμία 18 (Τ18), 3 κυήσεων με τρισωμία 13 (Τ13), 7 κυήσεων με αριθμητικές ανωμαλίες των φυλετικών χρωμοσωμάτων και 27 κυήσεων με φυσιολογικό καρυότυπο (μάρτυρες). Η ΙL6 είναι στατιστικά σημαντικά υψηλότερη στο αμνιακό υγρό κυήσεων με Τ18 σε σχέση μετους μάρτυρες (192.44 έναντι 33.072 pg/ml, p=0.006). Στο αμνιακό υγρό κυήσεων με Τ21,Τ13 και αριθμητικές ανωμαλίες των χρωμοσωμάτων του φύλου παρά το γεγονός ότι ησυγκέντρωση της ιντερλευκίνης 6 έχει την τάση να είναι υψηλότερη σε σύγκριση με τουςμάρτυρες, η διαφορά αυτή δεν αγγίζει στατιστικά σημαντικά επίπεδα. Το εύρημα αυτόισχυροποιεί ακόμη περισσότερο την άποψη ότι οι ανευπλοειδικές κυήσεις σχετίζονται μεπροφλεγμονώδεις διαδικασίες που πυροδοτούνται από το 2ο κιόλας τρίμηνο και μπορεί νασχετίζονται με το οξειδωτικό στρες.