Μοριακοί δείκτες σε ασθενείς με Πάρκινσον και χρόνια σοβαρή δυσκοιλιότητα

Abstract

Background: Chronic constipation (CC) is a prodromal and severe symptom in Parkinson's disease (PD), but its pathogenesis is still poorly understood. Abnormalities of enteric nervous system (ENS) and/or intestinal epithelial barrier (IEB) may be pathophysiologically relevant in PD patients with constipation (PD/CC). This study investigated possible molecular changes of the IEB in PD/CCs compared with CCs and controls. Methods: Twelve PD/CCs (2 females, age range 51-80), 20 CCs (15 females, age range 27-78) and 23 controls (11 females, age range 32-74) were enrolled. Ten PD/CCs and 10 CCs were functionally characterized by anorectal manometry (AM) and transit time (TT). Colonic submucosal specimens were collected during endoscopy and assessed for gene, protein expression and localization of IEB tight junction markers claudin-4 (CLDN4), occludin-1 (OCCL-1) and zonula occludens-1 (ZO-1) by RT-qPCR, immunoblot and immunofluorescence staining. Results: PD/CCs were clustered in two categories based on TT: patients with delayed TT and altered AM (60%) and a second group showing only modifications in AM pattern (13%). Gene expression analysis of CLDN4, OCCL-1 and ZO-1 resulted increased in PD/CCs vs. controls (p<0.05). Conversely, PD/CCs showed a reduction trend in CLDN4 and OCCL-1 protein levels vs. controls, whereas ZO-1 protein was comparable. There was also a slight decrease in VIP protein ad mRNA levels and VIP- immunoreactive fiber density in PD/CCs vs. controls, though there was no statistically significant difference. Conclusions: Transit and anorectal dysfunctions in PD/CCs are associated with ZO-1, OCCL-1 and CLDN-4 changes, thus supporting the role of a leaky IEB as a contributory mechanism to possible neuronal abnormalities.

Ιστορικό: Η χρόνια δυσκοιλιότητα (ΧΔΣ) αποτελεί ένα πρόδρομο και σοβαρό σύμπτωμα της νόσου του Πάρκινσον (ΝΠ), αλλά η παθογένειά της είναι ακόμη ελάχιστα κατανοητή. Ανωμαλίες του εντερικού νευρικού συστήματος (ΕΝΣ) και/ή του εντερικού επιθηλιακού φραγμού (ΕΕΦ) μπορεί να είναι παθοφυσιολογικά σημαντικές σε ασθενείς με ΝΠ και χρόνια δυσκοιλιότητα (ΝΠ/ΧΔΣ). Αυτή η διδακτορική έρευνα διερεύνησε πιθανές μοριακές αλλαγές του ΕΕΦ σε ασθενείς με ΝΠ/ΧΔΣ σε σύγκριση με ασθενείς με ΧΔΣ και άτομα της ομάδας μαρτύρων. Μέθοδοι: Εντάχθηκαν στην μελέτη και αναλύθηκαν 12 ασθενείς με ΝΠ/ΔΣ (2 γυναίκες, εύρος ηλικίας 51-80), 20 ασθενείς με ΧΔΣ (15 γυναίκες, εύρος ηλικίας 27- 78) και 23 μάρτυρες (11 γυναίκες, εύρος ηλικίας 32-74). Δέκα ασθενείς με ΝΠ/ΧΔΣ και 10 με ΧΔΣ χαρακτηρίστηκαν λειτουργικά από ορθοπρωκτική μανομετρία (ΟΠM) και χρόνο διέλευσης παχέος εντέρου (ΧΔΠΕ). Δείγματα βλεννογόνου και υποβλεννογόνιου παχέος εντέρου συνελλέχθησαν κατά τη διάρκεια ενδοσκόπησης κατωτέρου πεπτικού και αξιολογήθηκαν για γονιδιακή και πρωτεϊνική έκφραση και εντοπισμό δεικτών των στενών δεσμών του ΕΕΦ (tight junctions), κλαουδίνης-4 [claudin-4, (CLDN4)], οκλουδίνης-1 [occludin-1 (OCCL-1)] και zonula occludens-1 (ZO-1) με RT-qPCR , ανοσοτύπωμα και χρώση ανοσοφθορισμού. Αποτελέσματα: Οι ασθενείς ΝΠ/ΧΔΣ ομαδοποιήθηκαν σε δύο κατηγορίες με βάση τις λειτουργικές εξετάσεις για την δυσκοιλιότητα: ασθενείς με καθυστερημένο ΧΔΠΕ και αλλοιωμένη ΟΠΜ (60%) και μια δεύτερη ομάδα που παρουσίασε μόνο τροποποιήσεις στην ΟΠΜ (13%). Η ανάλυση γονιδιακής έκφρασης των CLDN4, OCCL-1 και ZO-1 αποδείχθηκε αυξημένη στους ΝΠ/ΧΔΣ έναντι των μαρτύρων (ρ<0,05). Αντίθετα, οι ασθενείς ΝΠ/ΧΔΣ ανέδειξαν μια τάση μείωσης στα επίπεδα πρωτεϊνικής έκφρασης των CLDN4 και OCCL-1 έναντι των μαρτύρων, ενώ η πρωτεϊνική εκφραση της ZO-1 ήταν συγκρίσιμη μεταξύ αυτών των ομάδων. Υπήρξε επίσης μια ελαφρά μείωση στα ποσοστά πρωτεϊνικής έκφρασης του VIP σε επίπεδο mRNA και της VIP-ανοσοαντιδραστικής πυκνότητας στους ασθενείς ΝΠ/ΧΔΣ έναντι των μαρτύρων, αν και δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά. Συμπεράσματα: Οι δυσλειτουργίες στον ΧΔΠΕ και στην ΟΠΜ των ασθενών με ΝΠ/ΔΣ σχετίζονται με αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση των πρωτεϊνών ZO-1, OCCL- 1 και CLDN-4, υποστηρίζοντας έτσι τον ρόλο ενός διαρρέοντος ΕΕΦ ως μηχανισμού που συμβάλλει σε πιθανές νευρωνικές ανωμαλίες.