Διερεύνηση της αιτιοπαθογένειας, της κλινικής πορείας, της πρόγνωσης και της ανταπόκρισης στη θεραπεία του συστηματικού ερυθηματωδούς λύκου στον άνθρωπο :προοπτική ,συγκριτική μελέτη με τη χρήση μικροσυστοιχιών DNA σε δείγματα μυελού των οστών και περιφερικού αίματος

RDF 

 
This item is provided by the institution :
University of Crete
Repository :
E-Locus Institutional Repository
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share



Semantic enrichment/homogenization by EKT
2009 (EN)
Investigation of pathogenesis, clinical course, prognosis and response to therapy of systemic lupus erythematosus: perspective and comparative study using DNA microarrays in bone marrow and peripheral blood samples
Διερεύνηση της αιτιοπαθογένειας, της κλινικής πορείας, της πρόγνωσης και της ανταπόκρισης στη θεραπεία του συστηματικού ερυθηματωδούς λύκου στον άνθρωπο :προοπτική ,συγκριτική μελέτη με τη χρήση μικροσυστοιχιών DNA σε δείγματα μυελού των οστών και περιφερικού αίματος

Νάκου, Μαγδαληνή

Μπούμπας, Δημήτριος
Σουρβίνος, Γεώργιος
Παπαδάκη, Ελένη
Γραβάνης, Αχιλλέας
Καρδάσης, Δημήτριος
Ηλιόπουλος, Αριστείδης

Στην παρούσα ερευνητική μελέτη διερευνήθηκε η δυνατότητα καθορισμού της αιτιοπαθογένειας, πρόγνωσης, της πορείας της νόσου και της ανταπόκρισης στην θεραπεία κατά την έναρξή της επί τη βάσει της έκφρασης γονιδίων σε ιστούς όπως ο μυελός των οστών και το περιφερικό αίμα. Οι ιστοί αυτοί εμπεριέχουν κύτταρα τα οποία συμμετέχουν στην παθογένεια της νόσου (μονοπύρηνα/μακροφάγα, Β και Τ λεμφοκύτταρα, ΝΚ κύτταρα και ουδετερόφιλα). Η συλλογή δειγμάτων αποτελείται από ασθενείς με ΣΕΛ και υγιείς μάρτυρες από τους οποίους έγινε λήψη περιφερικού αίματος και μυελού των οστών. Ασθενείς και Μέθοδοι Κατά τη διάρκεια των εργασιών χρησιμοποίηθηκαν 27 ασθενείς με Συστηματικό Ερυθηματώδη Λύκο και φυσιολογικοί μάρτυρες. όπου έγινε η απομόνωση RNA από τα κύτταρα του περιφερικού αίματος και του μυελού των οστών. Μετά τον έλεγχο του RNA ο αριθμός των δειγμάτων που χρησιμοποιήθηκαν στις μικροσυστοιχίες είναι 27 δείγματα περιφερικού αίματος και 22 μυελού των οστών από ασθενείς με ΣΕΛ και 6 δείγματα περιφερικού αίματος και 10 μυελού των οστών από φυσιολογικούς μάρτυρες.Εν συνεχεία χρησιμοποιήθηκαν 2μg ολικού RNA για την σύνθεση cDNA και την περαιτέρω σήμανση του με Cy χρώση. Τα δείγματα υβριδοποιήθηκαν σε πίνακες (glass slides) που αντιπροσωπεύουν 21,329 γονίδια και η ανάλυσή τους έγινε μετά από σάρωση σε Agilent DNA microarray scanner. Για την στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν 4 ομάδες για τον καθορισμό της έκφρασης των γονιδίων, κρίνοντας στατιστικά σημαντικές τις διαφορές της έκφρασης των γονιδίων μεγαλύτερες από 2-fold. Στην πρώτη ανάλυση πραγματοποιήθηκε σύγκριση των εκφραζομενων γονιδίων μεταξύ των δειγμάτων του φυσιολογικού μυελού των οστών και των ασθενών με ΣΕΛ. Στη δεύτερη ανάλυση έγινε σύγκριση μεταξύ των δειγμάτων του περιφερικού αίματος των μαρτύρων και των ασθενών με λύκο. Η τρίτη ανάλυση αφορά στην ομάδα των ασθενών και πραγματοποιήθηκε συγκριτική ανάλυση μεταξύ του περιφερικού αίματος και του μυελού των οστών. Επίσης έγινε η ανάλυση 22 κυτταροκινών στον ορό ασθενών με ΣΕΛ και η σύγκρισή τους με υγιείς. Οι κυτταροκίνες που εκτιμήθηκαν ήταν IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL- 6 7, CXCL8 (IL-8), IL-10, IL-12 (p40), IL-13, IL-15, IL-17, IL-1Ra, IP-10 interferon (IFN)-α και IFN-γ, TNF-α, GM-CSF, CCL2, MCP-1/(MCAF), CCL3 , MIP-1α, CCL4 (MIP-1β) και CCL11 Αποτελέσματα Μετά από την στατιστική ανάλυση (unpaired student’s t-test, 5% false discovery rate) προέκυψαν 103 διαφορετικά εκφραζόμενα γονίδια στον μυελό των οστών μεταξύ των ασθενών και των υγιών μαρτύρων τα οποία αντιπροσωπεύουν διάφορους μηχανισμούς δράσης. 54 εκ των 103 γονιδίων ενέχονται σε 4 μεγάλα δίκτυα που περιλαμβάνουν κυτταρικό θάνατο, καρκίνο, κυτταρική ανάπτυξη και πολλαπλασιασμό καθώς και διάφορα σηματοδοτικά μονοπάτια. Ακολούθησε ιεραρχική ομαδοποίηση (hierarchical clustering) των δειγμάτων του μυελού των οστών –και του περιφερικού αίματος- βάσει της ομοιότητας του προτύπου της γονιδιακής έκφρασης και παρατηρήθηκε ότι οι ανενεργοί ασθενείς στον μυελό ομαδοποιήθηκαν διαφορετικά από τους ενεργούς βάσει 2652 γονιδίων με υψηλή έκφραση. Στον μυελό των οστών των ενεργών ασθενών παρατηρήθηκε υψηλή έκφραση γονιδίων σχετιζόμενα με τον κυτταρικό θάνατο και με την κοκκιοποίηση. Επίσης τα γονίδια που εμπλέκονται στην κοκκιοποίηση παρουσίασαν υψηλή συσχέτιση με την ενεργότητα του λύκου (SLEDAI) στο μυελό των οστων (r = 0.55, p = 0.0259). Στη συγκριτική ανάλυση του μυελού των οστών με το περιφερικό αίμα προέκυψαν 88 γονίδια, 61 εκ των οποίων εμπλέκονται σε μηχανισμούς όπως ο καρκίνος, κυτταρική κίνηση και μορφολογία, ανοσολογική απάντηση καθώς και σε μηχανισμούς λειτουργίας του αιμοποιητικού συστήματος. Στον ορό των ασθενών με ΣΕΛ , έξι κυτταροκίνες ήταν αυξημένες σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες : IL-1Ra, IP-10, IL-8, TNF-α, IL-15, και MCP-1. Καμια από τις κυτταροκίνες της χυμικής ανοσίας δεν ήταν ιδιαιτερα αυξημένη στον ορό των ασθενών. Συμπέρασμα Η ανάλυση των δειγματων μυελού των οστών ασθενών με ΣΕΛ, με μικροσυστοιχίες διαχώρισε καλύτερα τους ασθενείς με ΣΕΛ βάσει της ενεργότητας της νόσου και αποκάλυψε ομάδες γονιδίων σχετιζόμενα με την απόπτωση και την κοκκιοποίηση, υπογραμμίζοντας την σπουδαιότητά τους στην παθογένεια της νόσου. Επίσης η αυξημένη έκφραση κυτταροκινών TNF-α και IL15, στον ορό ασθενών με ΣΕΛ, συνιστούν την επικράτηση της Th1-εξαρτώμενης ανοσολογικής απόκρισης. (EL)
The cells of the immune system originate from the bone marrow (BM), where many of them also mature. To better understand the aberrant immune response in systemic lupus erythematosus (SLE), we examined the BM in lupus patients using DNA microarrays and compared it to the peripheral blood. Patients and Methods: Bone marrow mononuclear cells (BMMCs) from 20 SLE patients (12 with active disease, including nephritis and neuropsychiatric disease; 8 with inactive disease) and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) from 27 patients (16 active/ 11 inactive); BMMCs and PBMCs from 7 healthy individuals and 3 osteoarthritis patients served as controls. Samples were analyzed on genome-scale microarrays with 21,329 genes represented. Multiplex cytokine assay was also performed evaluating the levels of 22 cytokines in the sera of lupus patients relative to controls. These cytokines were IL-1β, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-7, CXCL8 (IL-8), IL-10, IL-12 (p40), IL-13, IL-15, IL-17, IL-1Ra, IP-10 interferon (IFN)-α and IFN-γ, TNF-α, granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), CCL2 [monocyte chemoattractant protein (MCP)-1]/(MCAF), CCL3 [macrophage inflammatory protein (MIP)-1α], CCL4 (MIP-1β) and CCL11 (Eotaxin) Results: We found 102 differentially expressed genes between patient’s and control’s bone marrow samples (unpaired student t-test). These genes represent several important biologic processes; 54 out of 100 differentially expressed genes are involved in major networks including cell death, cell growth and differentiation cell signaling and cellular growth and proliferation. Comparative analysis of the bone marrow with the peripheral blood of SLE patients identified 88 genes differentially expressed between the two immune compartments; 61 out of 88 participate in various processes that include cell growth and differentiation, cellular movement and morphology, immune response and other hematopoietic cell functions. Unsurpervised clustering of highly expressed genes revealed two major SLE patient clusters in bone marrow, but not in peripheral blood. The first cluster was comprised of patients with active disease and the second patients in remission. The upregulated genes in the bone marrow of active patients included genes involved in cell death and 4 granulopoiesis. These genes represent components of activated neutrophils as well as positive or negative regulators of cell viability and apoptosis. Linear regression analysis showed that granulopoiesis signature was significantly correlated with SLEDAI in the bone marrow (r = 0.55, p = 0.0259), and the total score was higher in active group of patients versus the inactive (p =0.041). Serum levels of 22 cytokines were compared between SLE patients and controls. Among the “cellular cytokines”, TFNα ( p=0.0486) was significantly elevated in SLE patients compared to controls, while IL-15 ( p= 0.0097) was also increased in patients. We did not observe any changes in serum “humoral cytokine” levels. Serum chemokine IP10, IL8 and MCP1 levels were also higher in SLE patients. Serum IP10 and IL12 concentration showed a negative association with arthritis. The chemokine MIP1α showed a negative association with neuropsychiatric manifestations of lupus while serum IL2 concentration positively associated with lupus nephritis. Conclusion: Compared to the peripheral blood, microarray analysis of the bone marrow better differentiated active from inactive lupus patients and patients from controls. These data corroborate previous findings regarding the importance of apoptosis and granulocytes in the pathogenesis of the disease. Furthermore, two cellular cytokines, TNF-alpha and IL15, characteristic of the Th1-mediated immune response, were elevated in patients’ sera relative to controls. Although lupus is considered by many as a Th2 cytokine disease none of the cytokines associated with humoral immunity were found elevated in the patients’ cohort relative to the controls. (EN)

text

Κοκκιοποίηση
Systemic lupus erythematosus
Μυελός των οστών
Microarrays
ΣΕΛ
Μικροσυστοιχίες
Bone marrow
SLE
Απόπτωση
Granulopoiesis
Apoptosis

Πανεπιστήμιο Κρήτης (EL)
University of Crete (EN)

2009-04-07




*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)