DENND1A.V2 w moczu jako predyktor hiperandrogenemii w okresie dojrzewania (DENND1A)

Do tej pory mechanizmy leżące u podstaw nadmiernej produkcji androgenów z tkanek produkujących steroidy były niejasne, ale ostatnie badania asocjacyjne całego genomu (GWAS) dostarczyły dodatkowych danych w tym zakresie. Wstępne dane GWAS w populacji chińskiej Han zidentyfikowały około 12 loci jako potencjalnych kandydatów na geny podatności na PCOS. Jedno z tych loci, locus DENND1A w 9q22.32, zostało powtórzone w badaniach GWAS zarówno w populacjach azjatyckich, jak i europejskich. Strauss i współpracownicy niedawno wykazali ekspresję DENND1A w jądrach, komórkach osłonki jajnika i komórkach raka nadnerczy H295 - wszystkie tkanki/komórki wytwarzające androgeny. DENND1A jest zatem niezwykle silnym kandydatem na gen podatności na PCOS. Jednak pozostaje niejasne, w jaki sposób DENND1A może przyczynić się do fenotypu PCOS.

Co ważne, istnieją dwie formy transkrypcyjne genu DENND1A – konsekwencja alternatywnego splicingu. Większy transkrypt (DENND1A Wariant 1 lub DENND1A.V1) koduje białko o długości 1009 aminokwasów, podczas gdy mniejszy transkrypt DENND1A.V2 koduje skrócone 559 aminokwasów. Produkt DENND1A.V2 zawiera domenę DENN i domenę wiążącą klatrynę, ale różni się od produktu DENND1A.V1 na dwa sposoby: (1) nie zawiera bogatej w prolinę domeny C-końcowej obecnej w wariancie 1, oraz (2) DENND1A.V2 powstaje w wyniku różnicowego splicingu i zawiera unikalną C-końcową sekwencję 33 aminokwasów. Bardzo interesujące opublikowane badania dr. McAllister i Strauss (McAllister JM i in. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111:E1519-27) silnie implikują wariant splicingowy DENND1A.V2 jako czynnik przyczyniający się do nadmiernej produkcji androgenów przez komórki otoczki w PCOS:

• Ekspresja białka DENND1A.V2 w hodowanych komórkach osłonki wyizolowanych od kobiet z PCOS była ponad 3-krotnie podwyższona w porównaniu z normalnymi komórkami osłonki jajnika. Podobnie obfitość mRNA DENND1A.V2 była podwyższona w PCOS theca i skorelowana ze zwiększoną produkcją androgenów (dehydroepiandrosteronu [DHEA]) w komórkach osłonki.
• Wymuszona ekspresja DENND1A.V2 w normalnych komórkach osłonki zwiększyła ekspresję CYP17A1 i CYP11A1 (geny kluczowych enzymów steroidogennych) wraz z androgenem/prekursorem androgenu (np. 17OHP4, DHEA, testosteron) i produkcją progesteronu.
• Powalenie DENND1A.V2 w hodowanych komórkach PCOS theca zmniejszyło ekspresję CYP17A1 i CYP11A1 oprócz produkcji 17OHP4 i DHEA.
• Traktowanie hodowanych komórek PCOS theca przeciwciałami anty-DENND1A.V2 IgG obniżyło ekspresję mRNA CYP17A1 i CYP11A1 oraz syntezę DHEA i 17OHP4.

Dane te stanowią mocne wsparcie dla twierdzenia, że ​​wariant splicingowy DENND1A.V2 jest głównym czynnikiem leżącym u podstaw fenotypu hodowanych komórek osłonki PCOS, a tym samym etiologii hiperandrogenemii jajników w PCOS. Co za tym idzie, wariant splicingowy DENND1A.V2 może być znaczącym czynnikiem przyczyniającym się do hiperandrogenemii w okresie okołopokwitaniowym i może wyjaśniać większość zmiennej hiperandrogenemii obserwowanej u otyłych dziewcząt w okresie dojrzewania. Badacze sugerują, że u niektórych dziewcząt w okresie dojrzewania zwiększona ekspresja DENND1A.V2 w komórkach jajnika i/lub nadnerczy sprzyja nadmiernemu wydzielaniu androgenów wraz z nadejściem okresu dojrzewania (kiedy zwiększa się stymulacja jajników przez LH) i/lub w obecności otyłości (np. , zwiększone wydzielanie insuliny, zwiększenie stymulowanej LH syntezy androgenów w jajnikach i/lub stymulowanej ACTH syntezy androgenów nadnerczowych).

Co bardzo interesujące, wstępne dane od 5 normalnych kobiet i 6 kobiet z PCOS sugerowały, że egzosomalny mRNA DENND1A.V2 w moczu był około 3-krotnie podwyższony u kobiet z PCOS w porównaniu z grupą kontrolną normalnie cykliczną (McAllister JM i in. Proc Natl Acad Sci USA. 2014;111:E1519-27). Egzosomy to małe pęcherzyki (40-100 nm), które zawierają kwasy nukleinowe wydzielane przez komórki do krwi i moczu i są znane jako stabilne źródło RNA. Zatem ilość egzosomalnego DENND1A.V2 w moczu może służyć jako marker aktywności DENND1A.V2 w jajniku/nadnerczach.

W tych proponowanych badaniach badacze (w tym współpracownicy dr. McAllister i Strauss) uzyskają mocz do oznaczenia ilościowego mRNA egzosomalnego DENND1A.V2, oprócz próbek krwi do pomiaru poziomu androgenów, LH i insuliny (dwa ostatnie, jak wykazano wcześniej, przewidują przewidywanie wolnego testosteronu). Badacze przetestują hipotezę, że ilość egzosomalnego mRNA DENND1A.V2 w moczu jest silnym i niezależnym predyktorem poziomu androgenów u dziewcząt w okresie dojrzewania.

Zgodnie z wiedzą badaczy nie ma danych, które wiązałyby potencjalnego genu podatności na PCOS z hiperandrogenemią w okresie dojrzewania. Badacze proponują ocenę nowego biomarkera (mRNA egzosomalnego DENND1A.V2 moczu) jako predyktora wolnego testosteronu u dziewcząt w okresie dojrzewania. Ocena tego biomarkera u młodzieży jest wysoce innowacyjna.

Niniejsza propozycja będzie opierać się na celu 3 Projektu 1 (NIH P50 HD28934), w którym badacze dokładnie oceniają determinanty hiperandrogenemii u dziewcząt z otyłością w okresie okołopokwitaniowym. W szczególności Cel 3 jest intensywnym protokołem obejmującym (a) częste nocne pobieranie krwi na LH i insulinę wraz z (b) protokołami stymulacji jajników i nadnerczy przez kolejne 2 dni. Niektóre osoby biorące udział w tym proponowanym badaniu pilotażowym będą również uczestniczyć w Celu 3. Korelacja między mRNA egzosomalnego DENND1A.V2 w moczu a protokołami stymulacji jajników/nadnerczy pozwoli na wstępną ocenę mRNA egzosomalnego DENND1A.V2 w moczu jako nieinwazyjnej miary steroidogeneza jajników/nadnerczy – potencjalnie ważne narzędzie kliniczne.

Uważa się, że dziewczęta w okresie okołopokwitaniowym z hiperandrogenemią są w grupie wysokiego ryzyka rozwoju PCOS u młodzieży/dorosłych, ale ponieważ objawy PCOS mogą pokrywać się z wynikami normalnego dojrzewania, rozpoznanie PCOS może być niewiarygodne aż do późniejszego okresu dojrzewania. Jeśli mRNA egzosomalnego DENND1A.V2 moczu jest istotnym predyktorem hiperandrogenemii w tej kohorcie, przyszłe badania określą użyteczność egzosomalnego DENND1A.V2 moczu jako testu diagnostycznego do przewidywania rozwoju PCOS w okresie dojrzewania. Jest to innowacyjna i niezwykle ekscytująca perspektywa, która może mieć znaczące potencjalne implikacje dla zagrożonych dziewcząt.