Urin DENND1A.V2 som en forudsigelse af pubertal hyperandrogenemia (DENND1A)

Til dato har mekanismerne bag overskydende androgenproduktion fra steroidproducerende væv været uklare, men nylige Genome Wide Association Studies (GWAS) har givet yderligere data i denne henseende. Indledende GWAS-data i en han-kinesisk befolkning identificerede omkring 12 loci som potentielle PCOS-følsomhedsgenkandidater. Et af disse loci, DENND1A-locuset ved 9q22.32, er blevet replikeret i GWAS-studier i både asiatiske og europæiske populationer. Strauss og kolleger demonstrerede for nylig DENND1A-ekspression i testikler, ovarie-theca-celler og H295 binyrekarcinomceller - alle androgenproducerende væv/celler. DENND1A er derfor en overordentlig stærk PCOS-følsomhedsgenkandidat. Det er dog stadig uklart, hvordan DENND1A kan bidrage til PCOS-fænotypen.

Det er vigtigt, at der er to transkriptionelle former af DENND1A-genet - en konsekvens af alternativ splejsning. Det større transkript (DENND1A Variant 1 eller DENND1A.V1) koder for et protein på 1009 aminosyrer, mens det mindre transkript DENND1A.V2 koder for en trunkeret 559 aminosyrer. Produktet af DENND1A.V2 indeholder DENN-domænet og et clathrin-bindende domæne, men adskiller sig fra produktet af DENND1A.V1 på to måder: (1) det indeholder ikke det prolinrige C-terminale domæne til stede i variant 1, og (2) DENND1A.V2 er et resultat af differentiel splejsning og indeholder en unik 33 aminosyrer C-terminal sekvens. Af væsentlig interesse, offentliggjorte undersøgelser af Dr. McAllister og Strauss (McAllister JM, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111:E1519-27) implicerer stærkt DENND1A.V2-splejsningsvarianten som en bidragyder til overdreven produktion af theca-celle androgen i PCOS:

• Ekspression af DENND1A.V2-protein i dyrkede theca-celler isoleret fra kvinder med PCOS var over 3 gange forhøjet sammenlignet med normale ovarie-theca-celler. Tilsvarende var DENND1A.V2 mRNA-overflod forhøjet i PCOS theca og korreleret med øget produktion af theca-celle androgen (dehydroepiandrosteron [DHEA]).
• Tvunget ekspression af DENND1A.V2 i normale theca-celler øgede ekspression af CYP17A1 og CYP11A1 (gener for steroidogene nøgleenzymer) sammen med androgen/androgen-precursor (f.eks. 17OHP4, DHEA, testosteron) og progesteronproduktion.
• Knockdown af DENND1A.V2 i dyrkede PCOS theca-celler reducerede CYP17A1- og CYP11A1-ekspression ud over 17OHP4- og DHEA-produktion.
• Behandling af dyrkede PCOS theca-celler med anti-DENND1A.V2 IgG antistoffer reducerede ekspression af CYP17A1 og CYP11A1 mRNA ekspression samt DHEA og 17OHP4 syntese.

Disse data giver stærk støtte til påstanden om, at DENND1A.V2-splejsningsvarianten er en væsentlig faktor, der ligger til grund for fænotypen af ​​dyrkede PCOS-theca-celler og dermed ætiologien af ​​ovariehyperandrogenæmi i PCOS. I forlængelse heraf kan DENND1A.V2 splejsningsvarianten være en væsentlig bidragyder til peripubertal hyperandrogenemia, og den kan forklare meget af den variable hyperandrogenemia observeret hos overvægtige peripubertale piger. Undersøgerne foreslår, at øget ekspression af DENND1A.V2 i ovarie- og/eller binyreceller hos nogle peripubertale piger fremmer overskydende androgen-sekretion med fremkomsten af ​​puberteten (når ovariestimulering af LH øges) og/eller i nærvær af fedme (f.eks. , øget insulinsekretion, forøgelse af LH-stimuleret ovarie androgensyntese og/eller ACTH-stimuleret adrenal androgensyntese).

Af stor interesse antydede foreløbige data fra 5 normale kvinder og 6 kvinder med PCOS, at urin exosomal DENND1A.V2 mRNA var ca. 3 gange forhøjet hos kvinder med PCOS sammenlignet med normalt cyklende kontroller (McAllister JM, et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111:E1519-27). Exosomer er små vesikler (40-100 nm), der indeholder nukleinsyrer, som celler udskiller i blod og urin, og de er kendt for at være en stabil kilde til RNA. Urin exosomal DENND1A.V2-mængde kan således tjene som en markør for DENND1A.V2-aktivitet i ovarie/binyre.

I disse foreslåede undersøgelser har efterforskerne (inklusive samarbejdspartnere Drs. McAllister og Strauss) vil få urin til eksosomal DENND1A.V2 mRNA kvantificering ud over blodprøver for at måle androgenniveauer, LH og insulin (de to sidstnævnte har tidligere vist sig at forudsige frit testosteron). Efterforskerne vil teste hypotesen om, at mængden af ​​urin exosomalt DENND1A.V2 mRNA er en stærk og uafhængig forudsigelse af androgenniveauer hos peripubertale piger.

Så vidt efterforskerne ved, eksisterer der ingen data, der binder en PCOS-følsomhedsgenkandidat til pubertal hyperandrogenæmi. Efterforskerne foreslår at evaluere en ny biomarkør (urinær exosomal DENND1A.V2 mRNA) som en forudsigelse for frit testosteron hos pubertetspiger. Evaluering af denne biomarkør hos unge er yderst innovativ.

Nærværende forslag vil bygge på mål 3 i projekt 1 (NIH P50 HD28934), hvori efterforskerne omhyggeligt vurderer determinanterne for hyperandrogenæmi hos piger med peripubertal fedme. Specifikt er mål 3 en intensiv protokol, der involverer (a) hyppig blodprøvetagning natten over for LH og insulin sammen med (b) ovarie- og binyrestimuleringsprotokoller over de efterfølgende 2 dage. Nogle af forsøgspersonerne, der deltager i dette foreslåede pilotstudie, vil også deltage i mål 3. Korrelation mellem urin exosomal DENND1A.V2 mRNA og ovarie/binyre stimuleringsprotokoller vil muliggøre en foreløbig vurdering af urin exosomal DENND1A.V2 mRNA som et ikke-invasivt mål for ovarie-/binyresteroidogenese - et potentielt vigtigt klinisk værktøj.

Peripubertale piger med hyperandrogenæmi menes at have høj risiko for at udvikle adolescent/voksen PCOS, men da manifestationerne af PCOS kan overlappe med resultaterne af normal pubertet, kan diagnosen PCOS være upålidelig indtil senere ungdom. Hvis urineksosomal DENND1A.V2 mRNA er en signifikant prædiktor for hyperandrogenemia i denne kohorte, vil fremtidige undersøgelser bestemme nytten af ​​urin exosomal DENND1A.V2 som en diagnostisk test til at forudsige udviklingen af ​​PCOS på tværs af puberteten. Dette er en innovativ og yderst spændende udsigt, der kan have betydelige potentielle konsekvenser for udsatte piger.