Η διαδικασία της αύξησης ελέγχεται από έναν πολύπλοκο συνδυασμό
πολλών παραγόντων σε διάφορα επίπεδα, που περιλαμβάνουν ενδογενείς
παράγοντες, όπως είναι ο γονότυπος, οι ορμόνες, οι παράγοντες αύξησης
και εξωγενείς παράγοντες, όπως είναι η διατροφή και η επίδραση του
περιβάλλοντος. Οι ορμονικοί παράγοντες, που επηρεάζουν την αύξηση
είναι κυρίως η αυξητική ορμόνη (GH) και οι ινσουλινόμορφοι αυξητικοί
παράγοντες (IGFs). Στην διαδικασία της αύξησης συμμετέχουν, όμως,
και άλλες ορμόνες, όπως η θυροξίνη, τα επινεφριδιακά ανδρογόνα, τα
στεροειδή του φύλου, τα γλυκοκορτικοειδή, η βιταμίνη D, η λεπτίνη και
η ινσουλίνη, που αλληλεπιδρούν με τον άξονα GH-IGF.
Η αυξητική ορμόνη εκκρίνεται στην κυκλοφορία από τα σωματότροπα
κύτταρα του πρόσθιου λοβού της υπόφυσης, υπό την επίδραση δύο
υποθαλαμικών ορμονών του εκλυτικού παράγοντα της αυξητικής
ορμόνης (GHRH), που διεγείρει την έκκριση της GH και της
σωματοστατίνης (SS), που αναστέλλει την έκκρισή της. Μέχρι σήμερα
στην διεθνή βιβλιογραφία έχουν περιγραφεί πολλές μεταλλάξεις του
γονιδίου της GH ως αιτία κοντού αναστήματος στα παιδιά.
Η παρούσα μελέτη εξέτασε ομάδα 11 παιδιών με κοντό ανάστημα, ρυθμό
αύξησης κάτω από την 2η εκατοστιαία θέση και καθυστερημένη οστική
ηλικία. Όλοι οι ασθενείς υπεβλήθησαν σε λεπτομερή κλινική εξέταση και
πλήρη εργαστηριακό έλεγχο. Από την κλινική εξέταση και τον
εργαστηριακό έλεγχο αποκλείστηκε η παρουσία κάποιας συστηματικής
πάθησης. Στην συνέχεια υπεβλήθησαν σε προκλητές δοκιμασίες
έκκρισης της GH, με κλονιδίνη και L-Dopa, σε έλεγχο της 24ωρης
έκκρισης της GH και τη δοκιμασία γένεσης του IGF-I. Με βάση τα εργαστηριακά αποτελέσματα της έκκρισης της GH η ομάδα των ασθενών
διαχωρίστηκε σε αυτούς με ιδιοπαθές κοντό ανάστημα (10 περιπτώσεις)
και ένα ασθενή με νευροεκκριτική δυσλειτουργία της GH (GHND), ο
οποίος είχε μειωμένη 24ωρη έκκριση GH.
Από τους ασθενείς αυτούς ελήφθησαν βιοψίες ούλων, στους
καλλιεργημένους ινοβλάστες των οποίων έγιναν οι μελέτες αύξησης των
ινοβλαστών και περιφερικό αίμα, από το οποίο έγινε εξαγωγή
γονιδιωματικού DNA. Έγινε πολλαπλασιασμός των γονιδίων του
υποδοχέα της GH (GHR) και του γονιδίου της GH (GH1) με την
αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR) και προσδιορισμός της
αλληλουχίας τους.
Ανιχνεύτηκαν μεταλλαγές στους 6 από τους 11 ασθενείς, που
μελετήθηκαν, οι οποίες εντοπίζονταν στο ιντρόνιο 4 του γονιδίου GH1
και ένας ακόμη ασθενής που έφερε μεταλλάξεις στα ιντρόνια 1 και 2. Οι
μεταλλάξεις αυτές δεν επηρέαζαν την διαδικασία του ματίσματος και τον
σχηματισμό του mRNA και απομακρύνονταν με το μάτισμα. Στην
βιβλιογραφία αναφέρονται περισσότεροι από 10 πολυμορφισμοί του
γονιδίου GH1 που εντοπίζονται κυρίως στα ιντρόνια του γονιδίου και
κάποιοι από αυτούς έχουν συσχετιστεί με ελαττωμένη έκφραση του
γονιδίου GH1.
Στον ασθενή με την GHND περιγράφηκε μια μεταλλαγή στη θέση +7 του
ιντρονίου 4 του γονιδίου GH1. RT-PCR του GH1 cDNA έδειξε ότι η
μετάλλαξη αυτή είναι υπεύθυνη για το εσφαλμένο μάτισμα του mRNA,
με αποτέλεσμα την απαλοιφή του εξονίου 5 από το ώριμο μετάγραφο. Ο
ασθενής με τη μεταλλαγή είναι ετεροζυγώτης και η ίδια μεταλλαγή σε
ετερόζυγη κατάσταση, βρέθηκε και στους δύο γονείς του ασθενούς, οι οποίοι έχουν επίσης κοντό ανάστημα. Η μεταλλαγή αυτή οδηγεί στην
παραγωγή μικρότερου μορίου GH. Η βιοδραστικότητα του παραγόμενου
ανώμαλου μορίου της GH εκτιμήθηκε με την προσθήκη ορού του
ασθενούς σε καλλιέργειες φυσιολογικών ινοβλαστών, με τη μέθοδο
ενσωμάτωσης στο DNA της βρώμο-δεοξυουριδίνης (BrDU), η οποία
έδειξε μειωμένη σύνθεση DNA συγκρινόμενη με την σύνθεση DNA
παρουσία ορού φυσιολογικών ατόμων. Δηλαδή η περίπτωση αυτή
οικογενούς κοντού αναστήματος, το οποίο κληρονομείται κατά τον
επικρατούντα χαρακτήρα, οφείλεται σε μεταλλαγή στο ιντρόνιο 4 του
γονιδίου GH1.
Growth can be defined as an increase in size by accretion of tissue. The
control of the growth process is affected by many complex interacting
factors including internal cues such as the genotype, external factors such
as nutrition and environment, and internal signaling systems such as
hormones and growth factors. The principal hormones influencing growth
are Growth Hormone (GH) and the Insulin-like Growth Factors (IGFs),
but many other hormones contribute, such as thyroxine, adrenal
androgens, sex steroids, glucocorticoids, vitamin D, leptin and insulin,
often channeled through interaction with the GH-IGF axis.
GH is secreted from the anterior pituitary into the circulation. The pattern
of GH secretion is determined primarily by the interaction between the
hypothalamic peptides Growth Hormone Releasing Hormone (GHRH)
and somatostatin (SS). Many mutations of the GH1 gene have been
described as the cause of short stature in children.
The present study examined 11 children with severe short stature, growth
velocity below the 2nd centile and delayed bone age. All patients
underwent thorough clinical examination and laboratory investigation in
order to exclude an underlying chronic disease. Also GH secretion
provocative studies, 24 hr endogenous secretion studies and IGF-I
generation test were carried out. According to the results of these tests the
patients we studied were divided in two groups: 10 of the patients had
idiopathic short stature (ISS) and 1 patient had GH neurosecretory
dysfunction (GHND). Fibroblast cultures were established from gingival biopsies obtained from
the patients and genomic DNA was extracted from peripheral blood
leukocytes. GH1 and GH receptor (GHR) genes were amplified by PCR
and sequenced.
Hot spot mutations were detected in GH1 intron 4 in 6 patients and
mutations in introns 1 and 2 were detected in 1 patient. These mutations
did not affect the splicing of the primary RNA transcript. A novel
deletion of thymine 7 bp downstream from the 3' splice site of intron 4
was found in the patient who had GHND. RT-PCR of GH1 cDNA
showed that this mutation causes aberrant GH mRNA splicing, changes
the read frame, creates a new stop codon and results in the deletion of
exon 5. This was also confirmed by restriction enzyme analysis of the
mutant cDNA. Both short parents and the patient are heterozygotes for
this mutation. BrDU incorporation in the DNA of normal fibroblast
cultures in the presence of the patient’s blood serum showed reduced
DNA synthesis compared to fibroblasts cultured in medium with normal
human serum. Addition of high concentrations of GH (4 μg/ml) to the
culture medium containing the patient’s serum led to a near normal DNA
synthesis. This is a new case of familial short stature inherited as a
dominant trait, due to a mutation in intron 4 of the GH1 gene.
