Η μελέτη γενετικών πολυμορφισμών των γονιδίων των λιποξυγενασών σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2

Abstract

The role of inflammation in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus (T2DM) has been under discussion. Arachidonic acid and its metabolites have been extensively studied in the context of inflammation in different metabolic pathways. Arachidonic acid lipoxygenases are enzymes that catalyze it to its anti-inflammatory metabolites. Lipoxygenase genes variations have been associated with the complications of T2DM. The present study aims to explore the association between lipoxygenase genes and T2DM. A total of 1285 subjects participated in the study, 716 were patients with T2DM. The absence of disease in control group was documented by HbA1c levels < 6.5% and fasting plasma glucose levels < 126mg/dl. Population characteristics and blood chemistry were documented. DNA was extracted from whole blood and samples were analyzed on Ilumina Infinium PsychArray. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) for ALOX5, ALOX5AP, ALOX12 and ALOX15 genes were selected and statistical analyses were undertaken within SPSS and PLINK statistical packages. Permutation test analysis was implemented, as it is considered gold standard method, regarding genetic association studies. P-values < 0.05 were considered significant. There is a female dominance in the selected population with 52.2% of the T2DM group and 61.8% of the control group being women. Mean diabetes duration was 14.39±9.29years. Patients with T2DM were obese with BMI=31.56±5.44kg/m2, whereas non-diabetic controls were overweight with BMI=29.82±5.32kg/m2. Female patients with T2DM, exhibited an improved glycemic profile compared to male patients, although the latter hasve a significantly lower BMI. (♀ BMI: 32.21±5.61kg/m2 vs ♂ BMI: 30.86±5.16kg/m2, p=0.001, HbA1c: 7.19±1.10% vs 7.40±1.42%, p=0.05). Further statistical analysis of the genotyped results associated rs9669952 and rs1132340 of ALOX5AP gene and rs11239524 of ALOX5 gene with T2DM. Moreover, it revealed rs9315029, a novel SNP upstream ALOX5AP which associated negatively with disease. No other associations regarding ALOX12 and ALOX15 were significant. Study results may indicate a protective role of ALOX5 and ALOX5AP genes in the pathogenesis of T2DM, connecting further diabetes and inflammation. However, more studies with larger sample sizes are required for the replication of our findings and the search for possible mechanisms of action.

Η σημασία της φλεγμονής στην παθογένεια του σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2 (ΣΔΤ2) έχει απασχολήσει αρκετά την επιστημονική κοινότητα. Το αραχιδονικό οξύ και οι μεταβολίτες του έχουν μελετηθεί εκτενώς στα πλαίσια της φλεγμονής σε διάφορα μεταβολικά μονοπάτια. Οι λιποξυγενάσες του αραχιδονικού οξέος είναι ένζυμα που το καταλύουν προς σχηματισμό μεταβολιτών με αντιφλεγμονώδη δράση. Mεταλλάξεις των γονιδίων των λιποξυγενασών έχουν συσχετιστεί με την εμφάνιση επιπλοκών του ΣΔΤ2. Σκοπός της μελέτης είναι η διερεύνηση της συσχέτισης γενετικών πολυμορφισμών των γονιδίων των λιποξυγενασών με την παρουσία ΣΔΤ2. Συνολικά συμμετείχαν στη μελέτη 1285 άτομα, 716 με ΣΔΤ2. Η ομάδα ελέγχου αποτελούνταν από ηλικιωμένους άνω των 65 ετών με επίπεδα HbA1c<6.5% και τιμές γλυκόζης νηστείας<126 mg/dl. Έγινε καταγραφή δημογραφικών και σωματομετρικών χαρακτηριστικών, προσδιορισμός των επιπέδων HbA1c και γλυκόζης νηστείας και απομονώθηκε γενετικό υλικό από ολικό αίμα. Η γονοτύπηση των δειγμάτων έγινε σε αναλυτή της Illumina Infinium PsychArray. Έγινε επιλογή πολυμορφισμών των γονιδίων ALOX5, ALOX5AP, ALOX12 και ALOX15 και ακολούθησε στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων με τα στατιστικά πακέτα SPSS και PLINK, ενώ χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος ανάλυσης με μετάθεση (permutation analysis test). Οι τιμές p<0.05 θεωρήθηκαν σημαντικές. Στον πληθυσμό της μελέτης υπάρχει σαφής αριθμητική υπεροχή των θηλέων με συνολικά 52.2% της ομάδας των ασθενών και 61.8% της ομάδας ελέγχου να είναι γυναίκες. Μέση χρονική διάρκεια ΣΔΤ2 ήταν τα 14.39±9.29έτη. Οι ασθενείς με ΣΔΤ2 ήταν παχύσαρκοι με δείκτη μάζας-σώματος (ΔΜΣ) 31.56±5.44kg/m2, ενώ οι μη-διαβητικοί ήταν υπέρβαροι με ΔΜΣ 29.82±5.32kg/m2. Οι γυναίκες ασθενείς με ΣΔΤ2, παρότι είχαν μεγαλύτερο ΔΜΣ, παρουσίασαν καλύτερο γλυκαιμικό έλεγχο από τους άρρενες ασθενείς (♀ ΔΜΣ: 32.21±5.61kg/m2 έναντι ♂ ΔΜΣ: 30.86±5.16kg/m2, p=0.001, HbA1c: 7.19±1.10% έναντι 7.40±1.42%, p=0.05). Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων της γονοτύπησης ανέδειξε συσχέτιση των πολυμορφισμών rs9669952 και rs1132340 του γονιδίου ALOX5AP καθώς του πολυμορφισμού rs11239524 του γονιδίου ALOX5 με το ΣΔΤ2. Επιπλέον, ανέδειξε έναν νέο πολυμορφισμό πριν από το γονίδιο ALOX5AP που σχετίζεται με τη νόσο, τον rs9315029. Οι πολυμορφισμοί των γονιδίων ALOX12 και ALOX15 στο συγκεκριμένο πληθυσμό δεν εμφάνισαν κάποια συσχέτιση με την παρουσία της νόσου. Μέσα από τα αποτελέσματα της μελέτης φαίνεται να αναδεικνύεται ένας πιθανόν προστατευτικός ρόλος των γονιδίων ALOX5 και ALOX5AP στην παθογένεια του ΣΔΤ2, γεφυρώνοντας ενδεχομένως ακόμη περισσότερο το διαβήτη με τη φλεγμονή. Χρειάζονται, ωστόσο, μελέτες σε μεγαλύτερους πληθυσμούς για την αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων αλλά και τη διερεύνηση πιθανών αιτιολογικών μηχανισμών.