Η χρήση της πρωτεομικής στη διερεύνηση διαταραχών σε παιδιά γεννημένα από μικρογονιμοποίηση

Abstract

Introduction: Assisted Reproduction Technologies (ΑRT) and, mainly, the newer and more invasive Intacytoplasmic Sperm Injection (ICSI) have been widely used over the last decades. Several studies have correlated these techniques with epigenetic alterations that could have a long term impact on the health of the offspring. A number of clinical studies have demonstrated an unfavorable cardiometabolic profile of children born after ART, despite the fact that the full metabolic syndrome does not occur with an increased incidence. Proteomics is a state-of –the-art technology that has been widely used for the identification of early biomarkers of disease. Proteomic analysis has already been implemented in the search of markers of success in ART. In this study, we have used proteomics in the investigation of children born after ICSI.Methods: Demographic, auxological biochemical and hormonal parameters of 42 ICSI-conceived children and 42 age-matched controls were assessed (mean age: 6.8±2.1 years old). Amongst them, 10 couples of children (5 couples of boys and 5 couples of girls) additionally matched according to birth weight (SGA/AGA/LGA) and parity (twins/singles) were selected and used for comparative plasma proteomic analysis.Results: The ICSI group was characterized by shorter duration of pregnancy, increased percentage of caesarean sections, smaller birthweight and birthlength and advanced maternal age. No differences were observed regarding the auxological and initial laboratory data, apart from decreased systolic blood pressure and increased T3, in the ICSI group. The proteomic analysis has identified 22 differentially expressed proteins between the 2 groups (19 were overexpressed and 3 were underexpressed in the ICSI group). The majority of the overexpressed proteins are implicated in acute phase reaction, blood coagulation, activation of the complement pathway and iron and lipid metabolism, suggesting an unfavorable cardiometabolic profile of these children, at a subclinical level.Conclusions: This is the first study to use proteomic analysis for the study of children born after ICSI. The results of this study support the importance of close, long term follow-up of children born after ICSI, especially regarding cardiometabolic risk factors, and highlight the role of proteomics in the early identification of markers of metabolic disturbance.

Εισαγωγή: Οι τεχνικές υποβοηθούμενης αναπαραγωγής και ιδιαίτερα η νεότερη κι επεμβατικότερη μικρογονιμοποίηση (ICSI), έχουν γνωρίσει αλματώδη αύξηση τις τελευταίες δεκαετίες. Αρκετές, ωστόσο, μελέτες έχουν συσχετίσει τις τεχνικές αυτές με επιγενετικές μεταβολές με ενδεχόμενες επιπτώσεις στη μακροπρόθεσμη υγεία των παιδιών που γεννιούνται με τη βοήθεια αυτών των μεθόδων. Ειδικότερα, κλινικές μελέτες υποδεικνύουν ένα επιβαρυμένο καρδιομεταβολικό προφίλ των παιδιών αυτών, παρά το ότι δεν εμφανίζουν αυξημένη επίπτωση του Μεταβολικού Συνδρόμου. Η πρωτεομική είναι μια νέα τεχνολογία ανάλυσης βιολογικών υλικών, με σκοπό την αναζήτηση πρώιμων βιολογικών δεικτών, η οποία έχει ήδη χρησιμοποιηθεί στην αναζήτηση δεικτών επιτυχίας της Εξωσωματικής Γονιμοποίησης. Στην παρούσα διατριβή χρησιμοποιήθηκε η πρωτεομική ανάλυση στη διερεύνηση διαταραχών σε παιδιά που γεννήθηκαν μετά από ICSI. Μέθοδοι: Στην παρούσα έρευνα μελετήθηκαν και συγκρίθηκαν τα δημογραφικά κι ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά καθώς και τα αποτελέσματα του βιοχημικού κι ορμονολογικού ελέγχου 42 παιδιών ICSI και 42 παιδιών φυσιολογικής σύλληψης (ΦΣ) (μέσης ηλικίας 6.8±2.1 ετών) πλήρως αντιστοιχισμένων ανά ηλικία και φύλο. Πέντε ζευγάρια κοριτσιών και πέντε ζευγάρια αγοριών, πλήρως αντιστοιχισμένα και ως προς το είδος κύησης (μονόδυμη/δίδυμη), αλλά και ως προς το βάρος για την ηλικία κύησης (SGA/AGA/LGA), επιλέχθηκαν για την πραγματοποίηση πρωτεομικής ανάλυσης του πλάσματοςΑποτελέσματα: Η ομάδα ICSI χαρακτηριζόταν από μικρότερη διάρκεια κύησης, μεγαλύτερο ποσοστό καισαρικών τομών, μικρότερο μήκος και βάρος γέννησης και μεγαλύτερη ηλικία των μητέρων. Οι δύο ομάδες δε διέφεραν ως προς τα ευρήματα της αντικειμενικής εξέτασης και τον αρχικό εργαστηριακό έλεγχο, εκτός από την ήπια μειωμένη Συστολική Αρτηριακή Πίεση στην ομάδα ICSI και την αυξημένη Τ3. Τα αποτελέσματα της πρωτεομικής ανάλυσης ανέδειξαν 22 πρωτεΐνες που εκφράζονται διαφορικά στις 2 ομάδες, 19 υπερεκφράζονται και 3 υποεκφράζονται στην ομάδα ICSI. Οι πρωτεΐνες που υπερεκφράζονται ανήκουν κυρίως στις πρωτεΐνες οξείας φάσης, τις πρωτεΐνες του μηχανισμού της πήξης, στο μονοπάτι του συμπληρώματος και το μεταβολισμού του σιδήρου και των λιπιδίων, υποδηλώνοντας μια επιβάρυνση του μεταβολικού προφίλ των παιδιών αυτών σε υποκλινικό επίπεδο. Συμπεράσματα: Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που χρησιμοποιεί την πρωτεομική ανάλυση για τη διερεύνηση της υγείας των παιδιών γεννημένων από εξωσωματική μικρογονιμοποίηση. Τα αποτελέσματα της μελέτης επιβεβαιώνουν την ανάγκη παρακολούθησης των παιδιών αυτών ως προς τις καρδιομεταβολικές παραμέτρους κινδύνου, ενώ αναδεικνύουν την αξία των νεότερων, υψηλής απόδοσης τεχνολογιών, όπως η πρωτεομική στην πρώιμη αναγνώριση δεικτών μεταβολικής διαταραχής.