Cytokinový profil v periferii pacientů s osteoartrózou. rukou a genetické pozadí

Transkript

1 Cytokinový profil v periferii pacientů s osteoartrózou rukou a genetické pozadí DNA Analýza XI Praha 1/6/214

2 Primární osteoartróza (OA) I. degenerativní kloubní onemocnění, výskyt stoupá s věkem eroze kloubní chrupavky, hypertrofie marginálních částí kosti (tzv. osteofyty), subchondrální skleróza, biochemické, morfologické změny synoviální membrány a kloubní dutiny (Goldring MB a Goldring SR J Cel Physiol 27; review DiCesaro PE, Abramson SB, Pathogenesis of Osteoarthritis, in: Kelley s Textbook of Rheumatology, Elsevier Saunders, 25; Muelenbelt I et al., Osteoarthritis Cartilage, 211)

3 Primární osteoartróza (OA) II. etiologické faktory: věk (více než 8% lidí ve věku nad 75 let trpí OA) lokalizace kloubu, obezita, léky, úrazy, pohlaví (postiženo 2x více žen vs. muži) genetické predispozice: kandidátní geny (kolagen II, IX, agrekan 1, receptor vit. D, ER, IL-1 klastr, CD36, cyklooxygenáza 2, kostní morfogenetický protein BMP2, ALDH1a2, GDF5 ) genomové vazebné studie (kolagen IX, IL-4 receptor, matrilin, kalmodulin, BMP2, osteoprotegerin...) (Goldring MB a Goldring SR J Cel Physiol 27; review DiCesaro PE, Abramson SB, Pathogenesis of Osteoarthritis, in: Kelley s Textbook of Rheumatology, Elsevier Saunders, 25; Muelenbelt I et al., Osteoarthritis Cartilage, 211; Styrkarsdottir U et al., Nature Genetics, 214)

4 Primární osteoartróza (OA) III. Etiopatogeneze OA => Scio nihil scire??? individuální rozdíly ve fyzické aktivitě, dietě a anamnéze korelace mezi symptomy OA a rtg nálezy? studie časné fáze OA!!! studované bioptické kloubní vzorky - pacienti s těžkou OA (Goldring MB a Goldring SR J Cel Physiol 27; review DiCesaro PE, Abramson SB, Pathogenesis of Osteoarthritis, in: Kelley s Textbook of Rheumatology, Elsevier Saunders, 25; Muelenbelt I et al., Osteoarthritis Cartilage, 211)

5 Primární osteoartróza (OA) IV. OA = chorobný proces postihující celou kloubní strukturu (synoviální membránu, subchondrální kost, ligamenta, periartikulární svaly) = komplexní (multifaktoriální) nemoc (genetické faktory + lokální faktory - biomechanické a biochemické změny)

6 Primární osteoartróza rukou asociační studie 1 nukleotidových záměn (SNP) v genech IL-1a a b, a IL-1RN IL-1b 581 SNP (G>A) 1) frekvence u pacientů s OA rukou statisticky významně zvýšena vs. KO 2) frekvence u pacientů s erozivní OA rukou statisticky významně zvýšena vs. pacienti s neerozivní OA rukou (Stern AG et al. Osteoarthritis and Cartilage 23 )

7 Role cytokinů IL-1, IL-1RA a IL-4 v rozvoji OA IL-1 IL-1RA iniciace => časná OA => progrese => rozvinutá/pozdní OA proliferace, aktivace MMP a ADAMTS produkce, stresových cytokiny, degradace chrupavky drah, změny cytoskeletu, reaktivní radikály... tvorba osteofytů, destrukce chrupavky a subchondrální kosti

8 CÍLE I. zjistit, asociaci sledovaných polymorfismů v genech pro IL-1RN a IL-4 s predispozicí pro OA rukou obecně nebo se závažností průběhu nemoci frekvence alel, genotypů a nositelů alel u kontrol (N=17) a pacientů s OA rukou (N=75) frekvence alel, genotypů a nositelů alel u pacientů s erozivní formou (N=35) vs. neerozivní formou OA rukou (N=4) korelace genotypu a sérových hladin IL-1RA a IL-4

9 METODY I. IL-1RN VNTR polymorfismus - 86 bp repetice, 2. intron - 5 alel (2-6 repetic) - PCR (Tarlow JK et al., Hum Genet 1993) IL-4 VNTR polymorfismus - 7 bp repetice, 3. intron - 3 alely (2-4 repetice) - PCR (Cantagrel A et al., Arthritis Rheum 1999)

10 IL-1RN Frekvence alel IL-1RN u pacientů s OA rukou a KO Frekvence (%) p<.1 roa KO IL-1RN *1 IL-1RN *2 Alela (OR=2,6; 95% CI 1,7-4,1)

11 Frekvence nositelů alel IL-1RN u pacientů s OA rukou a KO (carriage rate) Frekvence (%) p<.1 roa KO IL-1RN *1 IL-1RN *2 Alela (OR=4,2; 95% CI 2,4-7,3)

12 Frekvence genotypů IL-1RN u pacientů s OA rukou a KO 75 roa KO Frekvence (%) 5 25 p<.1 IL-1RN *1/*1 IL-1RN *1/*2 Genotyp (OR=3,8; 95% CI 2,1-6,7)

13 Frekvence alel IL-1RN u pacientů s eoa rukou a neoa Frekvence (%) p=.278 eoa neoa IL1RN*1 IL1RN*2 Alela (OR=2,3; 95% CI 1,1-9,3)

14 Frekvence nositelů alel IL-1RN u pacientů s eoa rukou a neoa (carriage rate) 1 eoa neoa Frekvence (%) p=.14 IL1RN*1 IL1RN*2 Alela (OR=3,5; 95% CI 1,4-9,3)

15 Frekvence genotypů IL-1RN u pacientů s eoa rukou a neoa 1 eoa neoa Frekvence (%) p=.354 IL1RN*1/*1 IL1RN*1/*2 Genotyp (OR=2,9; 95% CI 1,1-7,7)

16 ZÁVĚR I. frekvence alely IL-1RN*2, frekvence jejích nositelů a frekvence genotypu IL-1RN*1/*2 významně zvýšena: u souboru pacientů s OA rukou oproti kontrolám u souboru pacientů s eoa oproti pacientům s neerozivní formou

17 IL-4 Frekvence alel IL-4 u pacientů s OA rukou a KO Frekvence (%) p=.58 roa KO IL-4*RP1 IL-4*RP2 Alela (OR=2,6; 95% CI 1,3-5,2)

18 Frekvence nositelů alel IL-4 u pacientů s OA rukou a KO (carriage rate) Frekvence (%) p<.1 roa KO IL-4*RP1 IL-4*RP2 Alela (OR=3,8; 95% CI 2,1-7,1)

19 Frekvence genotypů IL-4 u pacientů s OA rukou a KO Frekvence (%) p<.1 roa KO p<.1 IL-4*RP1/*RP1 IL-4*RP1/*RP2 IL-4*RP2/*RP2 Genotyp (IL-4*RP1/ *RP1 OR=8,5; 95% CI 2,8-25,4; IL-4*RP1/ *RP2 OR=5,6; 95% CI 6,7-38)

20 ZÁVĚR II. frekvence alely IL-4 RP1, frekvence jejích nositelů významně snížena u souboru pacientů s OA rukou oproti kontrolám výskyt roa významně redukován u pacientů s genotypem IL-4*RP1/ *RP1 oproti pacientům s genotypem IL-4*RP1/ *RP2 mezi pacienty s eoa a neoa nenalezen významný rozdíl

21 CÍLE II. Je alela IL-4*RP1 protektivní? Je absence této alely asociována s větším rizikem/vnímavostí pro rozvoj eoa? Korelují sérové hladiny IL-1RN a IL-4 s vyšetřovanými polymorfismy (frekvence alel a genotypů, frekvence nositelů)?

22 METODY II. 27-plex Cytokine Kit (BIO-RAD) obsahuje pro-/protizánětlivé cytokiny BIOPLEX (BIO-RAD) vakuová pumpa (Milipore)

23 Sérové hladiny cytokinů I. 6 p<, p=,24 IL-1b (pg/ml) 6 IL-4 (pg/ml) hoa KO hoa KO

24 Sérové hladiny cytokinů II. 55 p<, IL-2 (pg/ml) TNFa (pgml) hoa KO hoa KO

25 Sérové hladiny cytokinů III p=, 7 9 p<, IL-5 (pg/ml) IL-7 (pg/ml) hoa KO hoa KO

26 Sérové hladiny cytokinů - RANTES (erozivní vs. neerozivní roa) p=, AEOA BnEOA

27 Produkce cytokinů a IL-1-RN VNTR (IL-1RA) IL-1RA pg/ml IL-1RA 1/1 IL-1RA 1/2 IL-1RA 1/3 IL-1RA 2/2

28 Produkce cytokinů A IL4 RP1/2 alely p=,416 IL-4 pg/ml 4 3 IL-1RA pg/ml RP1/RP1 RP2/RP1 RP2/RP2 RP1/RP1 RP1/RP2 RP2/RP2

29 ZÁVĚR III. žádná korelace sérových hladin IL-1RA a frekvence IL-1RN alel a genotypů, frekvence nositelů u KO korelace sérových hladin IL-4 a genotypem IL-4 RP1/2 (významně nižší hodnoty vs. KO s genotypem IL-4 RP2/2)

30 PERSPEKTIVY korelace produkce IL-1RA a IL-4 v kultuře PBMC s vyšetřenými polymorfismy (frekvence alel a genotypů, frekvence nositelů) korelace exprese mrna s vyšetřovanými polymorfismy (frekvence alel a genotypů, frekvence nositelů) haplotypová analýza (IL-1a*VNTR /IL-1RN*VNTR/ IL-4*VNTR) korelace dat s klinickými parametry

31 BUDOUCNOST VÝZKUMU OA nutnost studia tzv preserved pacientů s OA, tj. makroskopicky normálních poměr G/C alel v 3 UTR oblasti genu pro retinaldehyd dehydrogenázu 2 (RALDH2 vývoj a stabilita chrupavky a kosti) (Styrkarsdottir U et al., Nature Genetics, 214)

32 expresní profil lnc-rna u KO a pacientů s OA expresní profil lnc-rna normální vs. OA chondrocyty (lokalizace v těle klouby prstů versus kotníky) (Liu Q et al., Atrhritis Rheum, 214)

33 detekce 12 mirna specifických pro primární OA jejich cílové mrna IL-1beta, FGFR1, COL 3A, VEGFA (Borgonio Cuadra VM et al., PLOS One, 214)

34 Revmatologický ústav Praha: Růžičková Š. Pavelková A. Braun M. Pavelka K Martina Bajzíková Jiřina Kinkorová Petr Noha Lucie Nováková Irena Veselá Podporováno grantem I GA MZ ČR NR/ Biotechnologický ústav AV ČR, v. v. i. Praha