& Σύνδρομα Αντίστασης στις Στεροειδείς Ορμόνες

Transcript

1 Υποδοχείς Στεροειδών Ορμονών & Σύνδρομα Αντίστασης στις Στεροειδείς Ορμόνες Ευαγγελία Χαρμανδάρη MRCP(UK), MSc, MD, PhD, CCST(UK) Αν. Καθηγήτρια Παιδιατρικής Ενδοκρινολογίας Α Παιδιατρική Κλινική Ιατρικής Σχολής Πανεπιστημίου Αθηνών Νοσοκομείο Παίδων Η Αγία Σοφία

2 Στεροειδείς Ορμόνες Γλυκοκορτικοειδή Αλατοκορτικοειδή Οιστρογόνα Προγεσταγόνα Ανδρογόνα Ρυθμίζουν ένα πλήθος φυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού Ασκούν την δράση τους στα κύτταρα-στόχους δια μέσου των αντίστοιχων υποδοχέων των στεροειδών ορμονών

3 Υποδοχείς Στεροειδών Ορμονών (SHRs) Nuclear Receptors Nomenclature Committee, Cell. 1999; 97(2): Proposed Nomenclature for Steroid Receptors Group NR / Gene Trivial Chromosome Accession Name Location Number 3A NR3A1 ER 6 q25.1 X03635 NR3A2 ERβ 14 q23.2 U B NR3B1 ERR / 11 q.13 X51416 ERR1 NR3B2 ERRβ/ 14 q24.3 X51417 ERR2 3C NR3C1 GR 5 q31.3 X03225 NR3C2 MR 4 q31.3 M16801 NR3C3 PR 11 q22-q23 M15716 NR3C4 AR X q11.2-q12 q M20132

4 Μοριακή Δομή των SHRs A/B C D E hgr NTD DBD HR LBD Transactivational activity AF AF Nuclear translocation NL1 NL Dimerization Binding to HSPs

5 Ισομορφές των SHRs και Προσδέτες MAIN LIGANDS Estradiol, Diethylstilbestrol, Estriol, Estrone Estradiol, Diethylstilbestrol, Estriol, Estrone Dexamethasone, Cortisol, Corticosterone, Mineralocorticoids, Progesterone RU486 Aldosterone, Cortisol, Corticosterone, Progesterone Progesterone, R5020 Progesterone, R5020 Testosterone, Dihydrotestosterone

6 Μοριακοί Μηχανισμοί Δράσης των SHRs Ligand HSPs Ligand Binding GR Import Cytoplasm Nucleus Assembly TF Export GREs TFREs

7 Πρόσδεση στο DNA και Χρωματίνη Beato M et al., Hum Reprod Update. 2000; 6(3):

8 Κρυσταλλική Δομή LBDs Ηelix 12 Glucocorticoid Receptor Agonist Antagonist Estrogen Receptor Agonist Antagonist B. Kauppi et al., J Biol Chem 2003; 278(25): A.M. Brzozowski et al., Nature 1997; 389:

9 Αλληλεπίδραση με Συνενεργοποιητές SWI/SNF Histone Acetyltransferases p300/cbp DRIP/TRAP p160 p/caf AF-1 AF-2 GR GR GREs AF-1 Coactivation Chromatin modulation Transcription Transcription Initiation Complex RNA polymerase II

10 Μη Γονιδιακές Δράσεις των SHs Nonclassical Steroid Receptor Classical Steroid Receptor Coactivator Polymerase Lösel R et al., Nature Reviews. 2003; 4: 46-56

11 Γενικευμένη Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή Η Γενικευμένη Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή ειναι μια σπάνια, οικογενής ή σποραδική πάθηση, η οποία χαρακτηρίζεται απο γενικευμένη ελάττωση της ευαισθησίας των ιστών στα γλυκοκορτικοειδή Αντισταθμιστική αύξηση των συγκεντρώσεων της κορτιζόλης και φλοιοεπινεφριδιοτρόπου ορμόνης (ACTH) στο αίμα Αντίσταση του άξονα υποθαλάμου-υπόφυσης-επινεφριδίων υπόφυσης (ΗΡΑ) σε καταστολή απο δεξαμεθαζόνη Δεν παρατηρούνται κλινικές εκδηλώσεις υπο- ή υπερκορτιζολαιμίας

12 Μεταβολές του Άξονα HPA Φυσιολογικά Γενικευμένη Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή Υποθάλαμος (-) CRH/AVP Υπόφυση (-) ACTH Επινεφρίδια Androgens DOC Cortisol Cortisol DOC Androgens

13 Κλινικές Εκδηλώσεις Φαινομενικά φυσιολογική γλυκοκορτικοειδική δράση/λειτουργία Ασυμπτωματικοί Χρόνια κόπωση (γλυκοκορτικοειδική ανεπάρκεια?) Υπερέκκριση Αλατοκορτικοειδών Υπέρταση Υποκαλιαιμική Αλκάλωση Υπερέκκριση Ανδρογόνων Παιδιά: Αμφίβολα έξω γεννητικά όργανα κατά την γέννηση, Πρώϊμη ήβη Γυναίκες: Ακμή, υπερτρίχωση, ανδρικού τύπου αλωπεκία, διαταραχές εμμήνου ρύσεως, ανωοθυλακιορρηξία υπογονιμότητα Άνδρες: Ακμή, υπερτρίχωση, ολιγοσπερμία, υπογονιμότητα

14 Παθολογικές Μεταλλάξεις στο Γονίδιο του hgr 1268T>C V423A 1667C>T T556I 1724T>G V575G 2177A>G H726R 1430G>A R477H 1676T>A I559N 1712T>C V571A dela Splice 1922A>T 2035G>A 2117>A 2185G>A 2209T>G 2241T>G 2318T>C 2bp del D641V G679S R714Q V729I F737L I747M L773P 2318, α 9β ATG NTD DBD LBD TGA, α TGA, β E. Charmandari et al., JCEM 2008; 93(5):

15 Μοριακοί Μηχανισμοί Δράσης του hgr Μεταγραφική ενεργότητα Επικρατούσα αρνητική δράση στον φυσικού-τύπου υποδοχέα hgrα α Χημική συγγένεια ως προς τον προσδέτη (ορμόνη) Ενδοκυττάρια κατανομή του υποδοχέα και την μετακίνησή του στον πυρήνα μετά από πρόσδεση στην ορμόνη Ικανότητα πρόσδεσης στο DNA Αλληλεπίδραση με συνεργοποιητές

16 Ενεργοποίηση Μεταγραφής 3 hgr WT hgr I559N hgr R477H 350 hgr WT hgr V571A 300 CV-1 MMTV ctivity (R RLU) Lucif ferase A 2 1 Lucif ferase Activity (R RLU) Dexamethasone (M) Dexamethasone (M)

17 Επικρατούσα Αρνητική Δράση στον hgr Activ60 Lucifera ase vity (RLU U) CV-1 hgr I559N hgr I747M hgr L773P hgr : hgr I559N MMTV :0 1:1 1:5 1:10 Lucifera ase Activ vity (RLU U) Dexamethasone (-) Dexamethasone (+) ty (R LU ) ase Activi Lucifer Dexamethasone (-) Dexamethasone (+) hgr Dexamethasone (M) hgr I747M (Ratio) hgr WT hgr L773P (Ratio)

18 Πρόσδεση με Δεξαμεθαζόνη nding (d dpm) Spe ecific Bi WT V571A D641V V729I I559N I747M Dexamethasone (nm) E. Charmandari et al., JCEM 2004; 89(4):

19 Μετακίνηση στον Πυρήνα του GFP-hGR WT HeLa Dexamethasone 10-6 M 0 min 3 min 6 min 9 min 12 min 15 min E. Charmandari et al., JCEM 2007; 92(10):

20 Ενδοκυττάρια Κατανομή των Μεταλλαγμένων hgr R477H D641V hgr V729I HeLa I559N G679S hgr F737L V571A L773P

21 Μετακίνηση στον Πυρήνα των Μεταλλαγμένων hgr hgr R477H HeLa hgr F737L 0 min 5 min 10 min 0 min 30 min 60 min 15 min 20 min 25 min 120 min 150 min 180 min E. Charmandari et al., JCEM 2006; 91(4): E. Charmandari et al., JCEM 2007; 92(10):

22 Πρόσδεση στο DNA Control WT R477H G679S Anti-GR Ab Control Ab Input 250 bp MMTV/GRE MW Marker Marker (10-6 M) Dexamethasone (10-6 M) 250 bp HCT-116 cells stably transfected with MMTV-luc 250 bp MMTV/GRE E. Charmandari a et al., JCEM 2006; 91(4):

23 DΒD του hgr G C H S Y A G E V D L ID K I R R K S T I N (424) C V C C (438) (463) G R NDC C (473) T P Zn L S (A458T) Zn C G CK A A (421) (441) L C C (476) p V F F K R A V E G Q H N Y R (457) Y R C K L Q A G M MKP AR N L (R477H) E. Charmandari et al., JCEM 2006; 91(4):

24 Συνενεργοποιητής GRIP1 Basic PAS HLH domain AD1 AD2 domain NRB domain AF-2 binding domain NIDaux AF-1 binding domain E. Charmandari et al., JCEM 2004; 89(4):

25 Αλληλεπίδραση με τον GRIP1 hgr WT hgr L773P Dexamethasone In nput - + In nput - + GRIP Dexamethasone GRIP1 (1-1462) 1462) hgr WT GRIP1 ( ) GRIP1 ( ) hgr R477H hgr G679S Charmandari E. et al., JCEM 2005; 90(6): Charmandari E. et al., JCEM 2006; 91(4):

26 Αλληλεπίδραση με τον GRIP1 WT V571A I559N D641V I729N Dexamethasone Input - + Input - + Input I+ - Input - + Input - + GRIP1 (1-1462) GRIP1 ( ) GRIP1 ( ) ECh E. Charmandari et al., JCEM 2004; 89(5):

27 Διαγνωστική Αξιολόγηση Αυξημένες συγκεντρώσεις Κορτιζόλης στο πλάσμα και Ελεύθερης Κορτιζόλης σε ούρα 24ωρου Απουσία κλινικών εκδηλώσεων υπερκορτιζολαιμίας Φυσιολογικές ή αυξημένες συγκεντρώσεις ACTH στο πλάσμα Διατήρηση του κιρκάδιου ρυθμού και απάντησης της Κορτιζόλης σε στρεσσογόνα ερεθίσματα Αντίσταση του άξονα HPA στην καταστολή από δεξαμεθαζόνη Thymidine incorporation i & Dexamethasone-binding assays Molecular studies Sequencing of hgr gene

28 Θεραπεία Σκοπός θεραπείας: καταστολή της αυξημένης έκκρισης ACTH Υψηλές δόσεις συνθετικών γλυκοκορτικοειδών χωρίς αλατοκορτικοειδική δράση, όπως η δεξαμεθαζόνη Επαρκής καταστολή του ΗΡΑ είναι ιδιαίτερα σημαντική Η μακροχρόνια υπερδιέγερση των κορτικοτρόπων κυττάρων του πρόσθιου λοβού της υπόφυσης & ελάττωση του αρνητικού μηχανισμού ανάδρασης από τα γλυκοκορτικοειδή στο επίπεδο του υποθαλάμου και της υπόφυσης ανάπτυξη αδενώματος που εκκρίνει ACTH (Ι559Ν)

29 Αντίσταση στα Αλατοκορτικοειδή ΡΗΑ1 Η αντίσταση στα αλατοκορτικοειδή (ΡΗΑ1) ειναι μια σπάνια, οικογενής ή σποραδική πάθηση, η οποία χαρακτηρίζεται από ελάττωση της ευαισθησίας των ιστών στα αλατοκορτικοειδή Εντοπισμένη στους νεφρούς (ΑD, ήπια μορφή) Γενικευμένη (ΑR, σοβαρή) Απώλεια άλατος, αφυδάτωση, έμετοι, καθυστέρηση της ανάπτυξης Υπονατριαιμία, υπερκαλιαιμία, μεταβολική οξέωση Αυξημένες συγκεντρώσεις ρενίνης και αλδοστερόνης στο πλάσμα Αυξημένη η απώλεια Να στα ούρα

30 Μεταλλάξεις στα Γονίδια των hμr και ENaC Zennaro MC et al., TRENDS in Endocrinol Metab 2004; 15(6):

31 Θεραπεία Σκοπός θεραπείας: Υποκατάσταση έλλειψης Να, αποκαθιστώντας τις ηλεκτρολυτικές διαταραχές Νεφρική μορφή: Θεραπεία υποκατάστασης με Να Βελτίωση με την πάροδο του χρόνου και διακοπή της θεραπείας Γενικευμένη μορφή: Θεραπεία υποκατάστασης με Να Απαιτούνται εξαιρετικά υψηλές δόσεις Να Συχνά επεισόδια απώλειας άλατος που απειλούν τη ζωή

32 Υποδοχείς των Οιστρογόνων (her) her NTD DBD HR LBD her NTD DBD HR LBD Transactivation AF1 AF2 Nuclear Localization

33 Γενικευμένη Αντίσταση στα Οιστρογόνα 28 ετών 46, XY Υψηλό ανάστημα (204 cm) Ατελή σύγκλειση των επιφύσεων (ΟΗ: 15 ετών) Εξελισσόμενη σωματική ανάπτυξη Φυσιολογική έναρξη και εξέλιξη της εφηβείας Ενδοκρινολογικές Εξετάσεις: FSH, LH, Οιστραδιόλη, Οιστρόνη, Τεστοστερόνη: n HDL, LDL, TG: n Οστική πυκνότητα Ινσουλινοαντοχή, Υπερινσουλιναιμία Διαταραχή της ανοχής στη γλυκόζη FPG: 135 mg/dl, IGT: 224 mg/dl HbA1C: 9.5% Μη απάντηση (κλινική/βιοχημική) σε 6μηνη θεραπεία με ΕΕ2 Smith E et al., NEJM 1994; 331(16):

34 her NTD DBD HR LBD C T Arg157X Smith E et al., NEJM 1994; 331(16):

35 Ρόλος των Οιστρογόνων Σωματική αύξηση και ανάπτυξη (χονδρογένεση, οστεογένεση) Ωρίμανση της οστικής ηλικίας Επαύξηση της οστικής μάζας κατά την διάρκεια της εφηβείας και μέχρι την 3η δεκαετία ζωής Διατήρηση της οστικής μάζας κατά την ενήλικη ζωή Ρύθμιση της έκκρισης των Γοναδοτροπινών Προστασία από αθηροσκληρωτική καρδιοκυκλοφορική νόσο Grumbach M, Ann NY Acad Sci 2004; 1038: 7-13 Grumbach et al., JECM 1999; 84(12):

36 Υποδοχείς της Προγεστερόνης (hρr) AF-1 AF-2 hρr-α NTD DBD HR LBD AF-3 AF-1 AF-2 hρr-β NTD DBD HR LBD Transactivation AF-1, AF-2, AF-3, ID DIM Receptor Dimerization (DIM)

37 Αντίσταση στην Προγεστερόνη 23ετών 46, XΧ Υπογονιμότητα Kύκλοι: d / 5d Υστεροσαλπιγγογραφία: κφ Οικογενειακό ιστορικό υπογονιμότητας Ενδοκρινολογικές Εξετάσεις: FSH, LH, Οιστραδιόλη, Προγεστερόνη: κφ Ιστολογική Εξέταση Ενδομητρίου: Ανεπαρκή ωρίμανση των αδένων και του στρώματος στην ωχρινική φάση του κύκλου Μη απάντηση (κλινική/ιστολογική) μετά από χορήγηση Προγεστερόνης Keller DW et al., JECM 1979; 48(1):

38 Αντίσταση στην Προγεστερόνη Keller DW et al., JECM 1979; 48(1):

39 Αντίσταση στην Προγεστερόνη στη Ενδομητρίωση Σημαντική ελάττωση των PRs στην ενδομητρίωση vs. φυσιολογικό ενδομήτριο Ανεπαρκής έκφραση PR-B Χαμηλή έκφραση PR-A Ανεπαρκής έκφραση της 17β-HSD2 σε ενδομητριωτικούς ιστούς vs. φυσιολογικό ενδομήτριο Bulun SE et al., Mol Cel Endocrinol 2006; 24:

40 Ο Υποδοχέας των Ανδρογόνων (hαr) X-Chromosome p Xq q AR Gene AR Protein NTD DBD LBD HR AF-1 AF-2 Nuclear Localization ID

41 Male, XY SRY Positive Testes Insl3/Lgr8 MIS Testosterone DHT Wolffian Duct Genital Primordia Descent Müllerian duct regression Vas deferens Epididymis Seminal vesicles Penis Penile urethra Scrotum Descent

42 Γενικευμένη Αντίσταση στα Ανδρογόνα Η Γενικευμένη Αντίσταση στα Ανδρογόνα κληρονομείται με τον φυλοσύνδετο χαρακτήρα και χαρακτηρίζεται απο γενικευμένη (ολική ή μερική) ελάττωση της ευαισθησίας των ιστών στα ανδρογόνα Συχνότητα: 1:20,000 1:64,000 Καρυότυπος 46, ΧΥ, Φαινότυπος θήλεως Υψηλό ανάστημα (170 εκ), ) Γυναικεία κατανομή λίπους Απουσία (50%) ή μικρού βαθμού τρίχωση εφηβαίου και μασχάλης Φυσιολογική ή αυξημένη ανάπτυξη των μαστών κατά την εφηβεία Γυναικεία έξω γεννητικά όργανα χωρίς κλιτορομεγαλία Φυσιολογικό ή ελαττωμένο μήκος του κόλπου Άπλασία έσω γεννητικών οργάνων θήλεως

43 Πλήρης Αντίσταση στα Ανδρογόνα (CAIS) Γονάδες: Ενδοκοιλιακές, βουβωνικούς πόρους, μεγάλα χείλη του αιδοίου Ιστολογική εξέταση γονάδων: όρχεις Πρωτοπαθής αμηνόρροια Τεστοστερόνη, Ανδροστενεδιόνη, DHT FSH, LH κατά την εφηβεία, μερική καταστολή με ανδρογόνα, πλήρης καταστολή με οιστρογόνα Οιστρογόνα: φυσιολογικά ή Φυσιολογική λειτουργία των επινεφριδίων και θερεοειδούς

44 Μεταλλάξεις του Γονιδίου του har Androgen Receptor Gene Mutation Database World Wide Web Server Androgen Receptor Gene Mutation Database World Wide Web Server

45 Διαγνωστική Αξιολόγηση Καρυότυπος άρρενος, φαινότυπος θήλεως Αυξημένες συγκεντρώσεις Ανδρογόνων στο αίμα Απουσία κλινικών εκδηλώσεων υπερανδρογοναιμίας Αυξημένες συγκεντρώσεις Γοναδοτροπινών κατά την εφηβεία Απεικονιστικές Μέθοδοι Γονάδες: όρχεις Απουσία υπολειμμάτων των πόρων του Wolff και Müller Molecular studies Sequencing of hαr gene

46 Αντιμετώπιση Γοναδεκτομή αμέσως μετά την ολοκλήρωση της εφηβείας ή νωρίτερα σε περίπτωση βουβωνοκήλης Θεραπεία υποκατάστασης με οιστρογόνα μετά την γοναδεκτομή Ψυχολογική υποστήριξη ασθενούς καιοικογένειας Γενετικός έλεγχος άλλων μελών της οικογένειας Γενετική συμβουλευτική και προγεννητική διάγνωση

47 Υποδοχείς Στεροειδών Ορμονών (SHRs) Αποτελούν ορμονο-εξαρτώμενους μεταγραφικούς παράγοντες, οι οποίοι ρυθμίζουν την μεταγραφή γονιδίων-στόχων μετά από πρόσδεσή τους με τις στεροειδείς ορμόνες Παίζουν ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο σε πλήθος φυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού,, όπως στην ανάπτυξη, αναπαραγωγή, γή, μεταβολισμό, μ, ανοσολογική απάντηση, καρδιοκυκλοφορική λειτουργία Η λειτουργικός χαρακτηρισμός των μεταλλαγμένων υποδοχέων των στεροειδών βοηθά στην κατανόηση των μοριακών μηχανισμών δράσης των υποδοχέων υπογραμμίζει την σημασία της ακεραιότητας των κυτταρικών και μοριακών μηχανισμών σηματοδότησης για την διατήρηση της ομοιοστασίας και φυσιολογίας του οργανισμού

48 The origin of scientific creativity is to know when to be astonished Louis Pasteur The difficulty lies not so much in developing new ideas as in escaping from the old ones John Maynard Keynes