Η έκφραση των πολυμορφισμών Asp299Gly και Thr399lle του γονιδίου του υποδοχέα τύπου Toll-4 σε παιδιά με λοιμώξεις του ουροποιητικού

Abstract

Urinary tract infections (UTIs) are amongst the most common health problems in children. Until recently UTIs have mainly been related to age, gender, ethnicity, socio-economic level and the presence of underlying anatomical or functional, congenital or acquired abnormalities. The need to clarify the role of the host (uroepithelium) response to recognize uropathogenic strains and the local immune response against their invasion has made the study of new risk factors imperative. After the discovery of Pattern Recognition Receptors (PRRs), the function of innate immunity in the control of UTIs was studied. PRRs are important immune biosensors that detect pathogens within the host by recognizing their structural elements (PAMPS). TLRs, and especially TLR4, are the best studied pattern recognition receptors. The aim of this dissertation was to conduct a genetic study of the TLR4 Asp299Gly and TLR4 Thr399Ile polymorphisms in a population of infants and children of Greek origin in relation to UTIs. 160 children aged 1 to 14 years were studied. Patients consisted of 51 children who were suffering from UTIs. As a control group we randomly selected 109 phenotypically healthy children of Greek origin. 35/51 patients were diagnosed with lower while 16/51 patients were diagnosed with upper UTI. In all patients and 79/109 of control group a detailed clinical examination was conducted and a blood sample was collected. In all patients kidney ultrasound was performed. In all 160 children of the study, genetic testing was performed to determine the TLR4 Asp299Gly and TLR4 Thr399Ile polymorphisms. The TLR 4 Asp299Gly genotype was significantly more frequent in patients compared to the controls with a statistically significant difference between the frequencies. The TLR 4 Thr399Ile genotype was detected to be more frequent in the control group than in the patient group, but no statistically significant difference was found between the frequencies. No statistically significant difference in the distribution of the TLR4 Asp299Gly and TLR4 Thr399Ile polymorphisms between males and females was found. No statistically significant association of the TLR4 Asp299Gly and TLR4 Thr399Ile polymorphisms as far as the number of the episodes of the UTIs in any of the subgroups of patients was found. There was no statistically significant association of the studied polymorphisms with the number of leukocytes, the percentage of neutrophils and lymphocytes, the inflammatory markers, the values of urea and creatinine, IgG, IgA and IgM immunoglobulins, the subclasses of IgG and the complement C3 and C4. The detection of high frequency of the TLR4 Asp299Gly polymorphism in patients with UTIs compared to healthy children is in accordance with the results of similar studies in other populations. What differentiates our study is that the percentage of the heterozygous for the TLR4 Asp299Gly polymorphism patients was much higher than any other percentage recorded in existing studies so far. TLR4 Thr399Ile polymorphism was found to be more frequent in the healthy children group which contradicts with other studies where either TLR4 Thr399Ile polymorphism was not found at all or was found at the same frequency in both patient and control groups. Our findings suggest a causative role of the TLR4 Asp299Gly polymorphism in the occurrence and progression of UTIs while, on the contrary, a protective role of the TLR4 Thr399Ile polymorphism against urinary tract infections.

Οι λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος αποτελούν ένα από τα συχνότερα προβλήματα στην παιδική ηλικία που μέχρι τώρα σχετίζονταν κυρίως με την ηλικία, το φύλο, την εθνικότητα, το κοινωνικοοικονομικό επίπεδο και την ύπαρξη υποκειμένων ανατομικών ή λειτουργικών, συγγενών ή επίκτητων ανωμαλιών. Η ανάδειξη του ρόλου της απάντησης του ξενιστή (ουροεπιθηλίου) στην αναγνώριση των ουροπαθογόνων στελεχών και στην τοπική ανοσιακή απάντηση έναντι της εισβολής τους, κατέστησε τη μελέτη νέων παραγόντων κινδύνου επιτακτική. Με την ανακάλυψη των υποδοχέων αναγνώρισης προτύπων (PRRs) μελετήθηκε η λειτουργία της μη ειδικής ανοσίας στον έλεγχο των ουρολοιμώξεων. Οι TLRs - και ειδικά ο TLR4- αποτελούν τους καλύτερα μελετημένους PRRs. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η διεξαγωγή μελέτης γενετικής συσχέτισης των πολυμορφισμών TLR4 Asp299Gly και TLR4 Thr399Ile σε πληθυσμό βρεφών και παιδιών ελληνικής καταγωγής σε σχέση με τις λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος. Μελετήθηκαν 160 παιδιά ηλικίας 1 έως 14 ετών. Τα 51 παιδιά έπασχαν από λοίμωξη του ουροποιητικού συστήματος και τα 109 ήταν υγιή και αποτέλεσαν την ομάδα ελέγχου. Οι 35/51 ασθενείς διαγνώσθηκαν με λοίμωξη του κατώτερου ενώ οι 16/51 ασθενείς διαγνώσθηκαν με λοίμωξη του ανώτερου ουροποιητικού συστήματος. Όλοι οι ασθενείς και 79/109 της ομάδας ελέγχου υποβλήθηκαν σε κλινική εξέταση και εργαστηριακό έλεγχο. Σε όλους τους ασθενείς έγινε υπερηχογράφημα νεφρών. Και στα 160 παιδιά της μελέτης έγινε γενετικός έλεγχος για τον προσδιορισμό των TLR4 Asp299Gly και TLR4 Thr399Ile πολυμορφισμών. Ο TLR 4 Asp299Gly γονότυπος ήταν πιο συχνός στους ασθενείς συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου με στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των συχνοτήτων. Ο TLR 4 Thr399Ile γονότυπος ανευρέθηκε να είναι πιο συχνός στην ομάδα ελέγχου σε σύγκριση με τους ασθενείς χωρίς όμως να αναδεικνύεται στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των συχνοτήτων. Για τους πολυμορφισμούς που μελετήθηκαν η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε πως δεν σχετίζονται με το φύλο σε καμία από τις υπό μελέτη ομάδες ούτε με το αριθμό των επεισοδίων λοίμωξης του ουροποιητικού σε καμία από τις υποομάδες των ασθενών. Δεν αναδείχθηκε στατιστικά σημαντική συσχέτιση των υπό μελέτη πολυμορφισμών με τον αριθμό των λευκοκυττάρων,το ποσοστό των πολυμορφοπυρήνων και των λεμφοκυττάρων, τους δείκτες φλεγμονής καθώς και με τις τιμές της ουρίας και της κρεατινίνης, των ανοσοσφαιρινών IgG,IgA, IgM, των υποτάξεων της IgG και των κλασμάτων του συμπληρώματος C3 και C4. Η ανεύρεση αυξημένης συχνότητας του πολυμορφισμού TLR4 Asp299Gly στους ασθενείς με λοιμώξεις του ουροποιητικού συστήματος συμφωνεί με τα αποτελέσματα παρόμοιων μελετών, σε άλλους πληθυσμούς. Αυτό που διαφοροποιεί τη δική μας μελέτη είναι ότι το ποσοστό των ασθενών που φέρουν τον πολυμορφισμό ώς ετεροζυγώτες ήταν πολύ μεγαλύτερο σε σχέση με κάθε άλλο ποσοστό που καταγράφεται στις υπάρχουσες έως τώρα αντίστοιχες μελέτες. Ο πολυμορφισμός TLR4 Thr399Ile ανευρέθηκε σε αυξημένο ποσοστό στην ομάδα των υγιών παιδιών γεγονός που έρχεται σε αντίθεση με άλλες μελέτες όπου είτε δεν ανευρέθηκε καθόλου ο πολυμορφισμός είτε βρέθηκε σε ίδια συχνότητα τόσο στις ομάδες των ασθενών όσο και των υγιών παιδιών. Η παρουσία του TLR4 Asp299Gly πολυμορφισμού μπορεί να προδιαθέτει στην εκδήλωση λοίμωξης του ουροποιητικού ενώ αντίθετα η παρουσία του TLR4 Thr399Ile πολυμορφισμού μπορεί να δρά προστατευτικά απέναντι στην εκδήλωση λοίμωξης του ουροποιητικού συστήματος.