Μελέτη των κυτταροπλασματικών μετατροπέων σήματος και μεταγραφικών παραγόντων στη νεογνική λοίμωξη

Abstract

Neonatal sepsis is defined the systemic infection during the first month, proven by positive blood culture. For the probable sepsis two clinical and two laboratory markers are required. Early diagnosis is crucial for prognosis of sepsis and is based on clinical findings, history and laboratory studies, which are evaluated in combination with the symptoms. The increased incidence of infection and the difficulty in diagnosis has lead to the research of laboratory markers with high sensitivity and specificity. Jak – STAT is the pathway of gene transcription signaling of cytokines, gene expression, production and differentiation of immune cells. STATs are involved in innate immune response through the production of cytokines. Medical records of 101 neonates, 74 preterms and 27 terms were classified in two groups: A and B. A, consisted of 56 neonates with infection, and was divided in A1 confirmed sepsis and A2 probable sepsis. Group B control (45 neonates) with no infection. Objective: The evaluation of expression of STATs on CD4+, CD8+, neutrophils and monocytes in suspected neonatal sepsis and which of them is the most specific laboratory biomarker in the beginning of infection. Methods: Blood sample was withdrawn initially on clinical suspicion of sepsis on the first, third and tenth day of the infection. The intracellular expression of STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 and STAT6 was measured via flow cytometry on activated and non activated CD4+, CD8+, neutrophils and monocytes. In conclusion, STAT1 has combined activation messages coming from microbs, as levels of intracellular expression of STAT1 in neutrophils of prematures with infection was higher compared to healthy prematures. Therefore the decrease of phosphoryliosis of STAT1 represents developmental immaturity and its absence can lead to susceptibility to infection. STAT3, depending on the pathway of signaling that will activate, can lead to activation or deactivation of immune and inflammatory host response. On beginning of infection, STAT3 in neutrophils and monocytes of prematures is higher compared to healthy. In infected prematures, STAT3 in CD4+ and CD8+ is elevated compared to healthy. The results reveal that in prematures inflammation pathway is activated, while in terms inflammation is suppressed. Expression of STAT4,5,6 in any cellular population is not stable. Comparison of STAT 1, 2, 3, 4, 5 and 6 of neonates with sepsis and CRP and PCT in the first day of the infection, via ROC curves, reveals the superiority of PCT, followed by CRP and of STAT3 in cellular population that were tested. The fact that STAT3 dominates compared to the other STATs, can be explained by its involvement in the control of infection and inflammation through transcription control of gene expression of proteins of inflammation in liver. As far as sensitivity and specificity of above biomarkers is concerned, PCT seems to be the most specific biomarker of infection, followed by CRP and STAT3. It would be reasonable to conclude that these three markers could be estimated in every neonate in the initial clinical suspicion of infection.

Νεογνική σηψαιμία είναι κάθε συστηματική λοίμωξη που τεκμηριώνεται με θετική καλλιέργεια. Στην πιθανή νεογνική σηψαιμία απαιτούνται δύο κλινικά κριτήρια και δύο εργαστηριακοί δείκτες. Η έγκαιρη διάγνωση παίζει σημαντικό ρόλο στην πρόγνωση και στηρίζεται στην κλινική εικόνα, το ιστορικό και τον εργαστηριακό έλεγχο. Η συχνότητα των λοιμώξεων και η δυσκολία κλινικής και εργαστηριακής διάγνωσης οδήγησε στην αναζήτηση δεικτών με μεγάλη ειδικότητα και ευαισθησία. Στην έναρξη της λοίμωξης, η ισορροπία μεταξύ παραγωγής και δράσης των κυτταροκινών είναι βασική. Η Jak-STAT είναι οδός για τη σηματοδότηση μεταγραφής των γονιδίων των κυτταροκινών, για την έκφρασή τους, την παραγωγή και διαφοροποίηση των ανοσοκυττάρων. Συμμετέχει στην ειδική και μη ειδική ανοσία έναντι λοιμογόνων μέσω παραγωγής κυτταροκινών. Σκοπός της εργασίας ήταν η μελέτη της έκφρασης των STAT πρωτεϊνών σε κυτταρικούς πληθυσμούς κατά την νεογνική λοίμωξη και ποια από αυτές αποτελεί πρώιμο εργαστηριακό δείκτη για την ανίχνευση νεογνικής σηψαιμίας. Μελετήθηκαν 101 νεογνά, 74 πρόωρα και 27 τελειόμηνα. Ταξινομήθηκαν σε δύο ομάδες την Α και Β. Η Α, περιελάμβανε 56 νεογνά με λοίμωξη. Διακρίθηκε σε 2 υποομάδες την Α1 με επιβεβαιωμένη σηψαιμία και την Α2 με πιθανή. Η ομάδα Β (ομάδα ελέγχου) περιελάμβανε 45 νεογνά χωρίς λοίμωξη. Κατά την έναρξη έγινε κλινική και εργαστηριακή εκτίμηση με αιματολογικούς, βιοχημικούς, και ανοσοβιολογικούς προσδιορισμούς, την 1η, 3η και 10η μέρα. Προσδιορισμός με κυτταρομετρία ροής της ενδοκυττάριας έκφρασης των STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 και STAT6 στα ενεργοποιημένα και μη ενεργοποιημένα CD4+, CD8+ Τ λεμφοκύτταρα, στα πολυμορφοπύρηνα και στα μονοκύτταρα. Συμπερασματικά, η STAT1 διαδραματίζει ρόλο σε συνδυασμένα μηνύματα ενεργοποίησης, έτσι, τα επίπεδα της STAT1 στα πολυμορφοπύρηνα των πρόωρων νεογνών με λοίμωξη ήταν υψηλότερα εκείνων των υγιών πρόωρων. Η ελάττωση της φωσφορυλίωσης της STAT1 υποδεικνύει την αναπτυξιακή ανωριμότητα και έλλειψή της προκαλεί ευαισθησία σε λοιμώξεις. Η STAT3 ανάλογα με το μονοπάτι σηματοδότησης θα προκαλέσει ενεργοποίηση ή καταστολή της ανοσιακής και φλεγμονώδους απόκρισης. Κατά την έναρξη της λοίμωξης, τα επίπεδά της στα πολυμορφοπύρηνα και μονοκύτταρα των πρόωρων με λοίμωξη, είναι υψηλότερα απ’ ό,τι στα υγιή. Στα πρόωρα με λοίμωξη η έκφραση της STAT3 στα CD4+ και CD8+ παρουσιάζεται αυξημένη σε σύγκριση με τα υγιή. Στα πρόωρα ενεργοποιείται η φλεγμονή, ενώ στα τελειόμηνα καταστέλλεται η φλεγμονώδης αντίδραση μέσω της IL-22. Η έκφραση της STAT4,5,6 σε όλους τους κυτταρικούς πληθυσμούς παρουσίαζε αστάθεια. Η συγκριτική μελέτη της ενδοκυττάριας έκφρασης των STAT 1,3,4,5 και 6 στα νεογνά με λοίμωξη με τις τιμές CRP και PCT την πρώτη μέρα λοίμωξης με ROC καμπύλες υποδεικνύει την υπεροχή της PCT ακολουθεί η CRP και η έκφραση της STAT3 στους κυτταρικούς πληθυσμούς. H STAT3 υπερτερεί έναντι των άλλων STATs και πιθανόν οφείλεται στη συμμετοχή της στη ρύθμιση της φλεγμονής και της λοίμωξης διαμέσου μεταγραφικού ελέγχου της έκφρασης των γονιδίων των πρωτεϊνών οξείας φάσης στο ήπαρ. Όσον αφορά την ευαισθησία και την ειδικότητα φαίνεται ότι τη μεγαλύτερη ειδικότητα και ευαισθησία στην έναρξη της λοίμωξης έχει η PCT, ακολουθεί η CRP και έπεται η STAT3. Οι τρεις αυτές παράμετροι θα μπορούσαν να προσδιοριστούν σε κάθε νεογνό με τα πρώτα κλινικά σημεία υπόνοιας λοίμωξης, προκειμένου να παρακολουθήσουμε την πορεία της.