Ο ρόλος των οστικών μορφογενετικών πρωτεϊνών BMPs (bone morphogenetic proteins) στην εμφάνιση και εξέλιξη συγγενών καρδιοπαθειών: διερεύνηση του μοριακού μηχανισμού μετάδοσης σήματος ως πιθανός αιτιολογικός παράγοντας συγγενών καρδιοπαθειών

Abstract

Objective: To study Bone morphogenetic proteins -2, -4 (BMP-2, 4) and protein levels of them in order to detect the molecular pathways of congenital heart defects. Methods: 52 patients (0-18years) with congenital heart defects (VSD=12, ASD=7, Tetralogy of Fallot=10 and complex heart defects pathology =23). 100 patients without congenital heart defects used as the control group. Material of the study included blood samples and tissue biopsies (atrium, ventricle, muscles, artery) taken from patients and control group. Results: There was no statistical difference of BMP-2 and-4 transcriptional levels detected between groups. In addition, comparison of each group of patients with congenital heart disease with controls revealed similar levels of mRNA expression. Comparison of expression for BMP-2 and BMP-4 between group of patients with congenital heart disease and control group showed deregulation of BMP-2 and -4 co-expression profile (p<0.05). No statistical difference was observed in BMP-2 and -4 protein levels between controls and patients with congenital heart defects (p>0.05). Conclusions: The results of this study do not indicate any molecular defects in the BMP2 and-4 genes that could support a causal relationship with the congenital defects present in our patients. Importantly, sustained mRNA and protein expression of BMP2 and -4 in CHD cases compared to controls indicates possible temporal epigenetic, microRNA or post-transcriptional regulation mechanisms governing the initial stages of cardiac malformation.

Σκοπός: Ο σκοπός της μελέτης είναι να μελετηθούν τα γονίδια που κωδικοποιούν για τις οστικές μορφογενετικές πρωτεΐνες 2 και 4 (Bone morphogenetic proteins -2, -4) BMP-2, 4 και τα επίπεδα των πρωτεϊνών αυτών με σκοπό τον εντοπισμό βλαβών σε μοριακό επίπεδο που πιθανά να ευθύνονται για την εμφάνιση συγγενών καρδιακών ανωμαλιών. Μέθοδος: Στην παρούσα μελέτη συμμετείχαν: α) Συνολικά πενήντα δύο ασθενείς (52) ηλικίας 0-18 ετών πάσχοντες συγγενή καρδιολογική ανωμαλία, όπως με VSD=12 ασθενείς, ASD=7 ασθενείς, Τετραλογία Fallot=10 ασθενείς και σύνθετη καρδιακή ανωμαλία=23 ασθενείς, β) συνολικός αριθμός δειγμάτων αίματος χωρίς συγγενή καρδιακή ανωμαλία (control group) για σύγκριση sequencing με τα παθολογικά: 100 δείγματα και γ) 10 βιοψίες/ιστοί προερχόμενα από άτομα με φυσιολογική καρδιακή ανατομία (κατά τη διαδικασία διενέργειας νεκροψίας). Το υλικό της μελέτης αποτέλεσαν δείγματα ολικού αίματος (με EDTA ή κιτρικό νάτριο ως αντιπηκτικό) και βιοψιών/δείγματα ιστών (κόλπος, κοιλία, μυς, αρτηρία) από τους ασθενείς με συγγενείς καρδιακές ανωμαλίες και από τους φυσιολογικούς μάρτυρες. Αποτελέσματα: Κατά την σύγκριση των μέσων τιμών των μεταγραφικών επιπέδων των BMP-2 και -4 mRNA μεταξύ των τριών υπό-ομάδων (ASD, VSD, complex/other), δεν διαπιστώθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές (p>0,05). Επιπλέον, κατά την σύγκριση κάθε υπό-ομάδας ξεχωριστά (π.χ. ASD) με την ομάδα βιοψιών από φυσιολογικές καρδιές βρέθηκαν παρόμοια επίπεδα έκφρασης mRNA. H σύγκριση ολόκληρης της ομάδας με συγγενή καρδιακή ανωμαλία με αυτή των φυσιολογικών ιστών διαπιστώθηκε απορρύθμιση του προφίλ συνέκφρασης BMP-2 και BMP-4 στις περιπτώσεις με συγγενείς καρδιοπάθειες σε σύγκριση με την ομάδα control (p<0.05). Τα επίπεδα πρωτεΐνης BMP-2, και -4 δεν διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των βιοψιών από φυσιολογική καρδιά σε σύγκριση με τις καρδιές με συγγενή καρδιακή ανωμαλία (p>0.05). Η σύγκριση των επιπέδων πρωτεΐνης BMP-2 και -4 στις τρεις υποκατηγορίες (ASD, VSD, complex/other), δεν ανέδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές (p>0.05). Συμπεράσματα: Tα αποτελέσματα της μελέτης δεν αναδεικνύουν μοριακά ελλείμματα στα γονίδια BMP2 and-4 και δεν συνηγορούν για όποια αιτιολογική συσχέτιση με τα ελλείμματα των συγγενών καρδιοπαθειών στους συγκεκριμένους ασθενείς. Αξίζει να σημειωθεί ότι εμμένουσα έκφραση των mRNA και πρωτείνών των BMP2 και -4 ατους ασθενείς με συγγενή καρδιακά ελλέιμματα συγκρινόμενη με τους μάρτυρες δείχνει πιθανή προσωρινή επιγενετική ρύθμιση σε μηχανισμούς μετά τη μετάφραση και στη ρύθμιση του microRNA επηρεάζοντας τις αρχικές φάσεις των καρδιακών ανωμαλιών.