Močový DENND1A.V2 jako prediktor pubertální hyperandrogenémie (DENND1A)

Doposud nebyly mechanismy, které jsou základem nadměrné produkce androgenů z tkání produkujících steroidy, nejasné, ale nedávné studie Genome Wide Association (GWAS) poskytly v tomto ohledu další údaje. Počáteční data GWAS v čínské populaci Han identifikovala asi 12 lokusů jako potenciálních kandidátů genu pro náchylnost PCOS. Jeden z těchto lokusů, lokus DENND1A na 9q22.32, byl replikován ve studiích GWAS v asijské i evropské populaci. Strauss a kolegové nedávno prokázali expresi DENND1A ve varlatech, buňkách ovariálních theca a buňkách karcinomu nadledvin H295 – ve všech tkáních/buňkách produkujících androgeny. DENND1A je proto mimořádně silným kandidátem genu náchylnosti k PCOS. Zůstává však nejasné, jak může DENND1A přispět k fenotypu PCOS.

Důležité je, že existují dvě transkripční formy genu DENND1A – důsledek alternativního sestřihu. Větší transkript (DENND1A Varianta 1 nebo DENND1A.V1) kóduje protein o 1009 aminokyselinách, zatímco menší transkript DENND1A.V2 kóduje zkrácených 559 aminokyselin. Produkt DENND1A.V2 obsahuje doménu DENN a doménu vázající klatrin, ale liší se od produktu DENND1A.V1 dvěma způsoby: (1) neobsahuje C-terminální doménu bohatou na prolin přítomnou ve variantě 1, a (2) DENND1A.V2 je výsledkem rozdílného sestřihu a obsahuje jedinečnou 33 aminokyselinovou C-koncovou sekvenci. Velmi zajímavé jsou publikované studie Dr. McAllister a Strauss (McAllister JM, et al. Proč Natl Acad Sci USA. 2014;111:E1519-27) silně implikují sestřihovou variantu DENND1A.V2 jako přispěvatele k nadměrné produkci androgenu buněk theca v PCOS:

• Exprese proteinu DENND1A.V2 v kultivovaných buňkách theca izolovaných od žen s PCOS byla více než 3krát zvýšená ve srovnání s normálními buňkami ovariálních theca. Podobně byla abundance mRNA DENND1A.V2 zvýšena u PCOS theca a korelovala se zvýšenou produkcí androgenu buněk theca (dehydroepiandrosteron [DHEA]).
• Vynucená exprese DENND1A.V2 v normálních buňkách theca zvýšila expresi CYP17A1 a CYP11A1 (geny pro klíčové steroidogenní enzymy) spolu s androgen/androgenním prekurzorem (např. 17OHP4, DHEA, testosteron) a produkcí progesteronu.
• Knockdown DENND1A.V2 v kultivovaných buňkách PCOS theca snížil expresi CYP17A1 a CYP11A1 kromě produkce 17OHP4 a DHEA.
• Ošetření kultivovaných buněk PCOS theca protilátkami anti-DENND1A.V2 IgG snížilo expresi exprese mRNA CYP17A1 a CYP11A1 a také syntézu DHEA a 17OHP4.

Tato data poskytují silnou podporu tvrzení, že sestřihová varianta DENND1A.V2 je hlavním faktorem, který je základem fenotypu kultivovaných PCOS theca buněk, a tedy etiologie ovariální hyperandrogenémie u PCOS. Rozšířená varianta sestřihu DENND1A.V2 může být významným přispěvatelem k peripubertální hyperandrogenémii a může vysvětlovat mnoho z variabilní hyperandrogenémie pozorované u obézních peripubertálních dívek. Výzkumníci navrhují, že u některých peripubertálních dívek zvýšená exprese DENND1A.V2 v buňkách vaječníků a/nebo nadledvin podporuje nadměrnou sekreci androgenů s příchodem puberty (když se stimulace vaječníků LH zvyšuje) a/nebo v přítomnosti obezity (např. zvýšená sekrece inzulínu, zvýšení LH-stimulované syntézy ovariálních androgenů a/nebo ACTH-stimulované adrenální androgenové syntézy).

Velmi zajímavé jsou předběžné údaje od 5 normálních žen a 6 žen s PCOS, že exosomální mRNA DENND1A.V2 v moči byla přibližně 3krát zvýšená u žen s PCOS ve srovnání s normálně cyklujícími kontrolami (McAllister JM, et al. Proč Natl Acad Sci USA. 2014;111:E1519-27). Exozomy jsou malé vezikuly (40-100 nm), které obsahují nukleové kyseliny vylučované buňkami do krve a moči a je známo, že jsou stabilním zdrojem RNA. Množství DENND1A.V2 v moči tedy může sloužit jako marker aktivity DENND1A.V2 ve vaječnících/nadledvinách.

V těchto navrhovaných studiích vyšetřovatelé (včetně spolupracovníků Drs. McAllister a Strauss) získají moč pro kvantifikaci exosomální mRNA DENND1A.V2 navíc ke vzorkům krve k měření hladin androgenů, LH a inzulínu (poslední dva již dříve prokázáno, že předpovídá volný testosteron). Výzkumníci budou testovat hypotézu, že množství močové exosomální mRNA DENND1A.V2 je silným a nezávislým prediktorem hladin androgenů u peripubertálních dívek.

Pokud je vědcům známo, neexistují žádná data, která by spojovala kandidáta genu náchylnosti na PCOS k pubertální hyperandrogenémii. Výzkumníci navrhují vyhodnotit nový biomarker (močová exosomální DENND1A.V2 mRNA) jako prediktor volného testosteronu u pubertálních dívek. Hodnocení tohoto biomarkeru u adolescentů je vysoce inovativní.

Tento návrh bude stavět na cíli 3 projektu 1 (NIH P50 HD28934), ve kterém výzkumníci pečlivě posuzují determinanty hyperandrogenemie u dívek s peripubertální obezitou. Konkrétně, Cíl 3 je intenzivní protokol zahrnující (a) častý noční odběr krve na LH a inzulín spolu s (b) protokoly stimulace vaječníků a nadledvin během následujících 2 dnů. Některé ze subjektů účastnících se této navrhované pilotní studie se také zúčastní Cíle 3. Korelace mezi mRNA močové exosomální DENND1A.V2 a protokoly ovariální/adrenální stimulace umožní předběžné posouzení močové exosomální DENND1A.V2 mRNA jako neinvazivní měření ovariální/adrenální steroidogeneze – potenciálně důležitý klinický nástroj.

Předpokládá se, že peripubertální dívky s hyperandrogenémií jsou vystaveny vysokému riziku rozvoje adolescentního/dospělého PCOS, ale protože se projevy PCOS mohou překrývat s nálezy normální puberty, diagnóza PCOS může být až do pozdější adolescence nespolehlivá. Pokud je urinární exosomální DENND1A.V2 mRNA významným prediktorem hyperandrogenemie v této kohortě, budoucí studie určí užitečnost močového exosomálního DENND1A.V2 jako diagnostického testu k predikci rozvoje PCOS v průběhu puberty. Toto je inovativní a mimořádně vzrušující vyhlídka, která může mít významné potenciální důsledky pro ohrožené dívky.