Μοριακοί Μηχανισμοί Δράσης των Γλυκοκορτικοειδών

Μοριακοί Μηχανισμοί Δράσης των Γλυκοκορτικοειδών Ευαγγελία Χαρμανδάρη MD, MSc, PhD, MRCP(UK), CCST(UK) Καθηγήτρια Παιδιατρικής & Εφηβικής Ενδοκρινολογίας Α Παιδιατρική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών Νοσοκομείο Παίδων Η Αγία Σοφία, Αθήνα, 11527

Γλυκοκορτικοειδή Στεροειδείς ορμόνες που εκκρίνονται από τον φλοιό των επινεφριδίων Ρυθμίζουν ένα πλήθος φυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού σωματική αύξηση, αναπαραγωγή μεταβολισμός, ανοσολογική απάντηση λειτουργίες του ΚΝΣ και καρδιοκυκλοφορικού συστήματος Παίζουν σημαντικό ρόλο στην διατήρηση της ομοιόστασης

Γλυκοκορτικοειδή Το 20% των γονιδίων που εκφράζονται στα ανθρώπινα λευκά αιμοσφαίρια ρυθμίζονται θετικά ή αρνητικά από τα γλυκοκορτικοειδή Η πλήρης έλλειψη των γλυκοκορτικοειδών δεν είναι συμβατή με την ζωή Galon J et al., FASEB J 2002; 16: 61-71

Γλυκοκορτικοειδή Υποθάλαμος (-) CRH/AVP Υπόφυση (-) ACTH Επινεφρίδια Ανδρογόνα Αλδοστερόνη Κορτιζόλη

24-ωρη Έκκριση ACTH και Κορτιζόλης

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) Exon 1 2 3 4 5 6 7 8 9α 9β ATG NTD DBD LBD TGA, α TGA, β cdna hgrα 1 2 3 4 5 6 7 8 9α cdna hgrβ 1 2 3 4 5 6 7 8 9β hgrα 1 NTD DBD HR LBD 420 488 527 727 777 hgrβ NTD DBD HR LBD 1 420 488 527 727 742

Μοριακή Δομή του hgrα A/B C D E hgrα NTD DBD HR LBD 1 420 488 527 777 Μεταγραφική Ενεργότητα AF-1 77 262 AF-2 526 556 753768 Μετακίνηση στον Πυρήνα NL1 NL2 479 506 526 777 Διμερισμός 456 777 Πρόσδεση στις HSPs 568 653

Μοριακοί Μηχανισμοί Δράσης του hgrα Ligand Ligand Binding GR Import HSPs Assembly Export GREs Cytoplasm Nucleus TF TFREs

Πρόσδεση στο DNA GRACAnnnTGTYCT Beato M et al., Hum Reprod Update. 2000; 6(3): 225-36

Μοριακοί Μηχανισμοί Δράσης του hgrα 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

Κρυσταλλική Δομή LBDs Έλικα 12 Υποδοχέας Υποδοχέας Οιστρογόνων Γλυκοκορτικοειδών Αγωνιστής Ανταγωνιστής Αγωνιστής Ανταγωνιστής B. Kauppi et al., J Biol Chem 2003; 278(25): 22748-54 A.M. Brzozowski et al., Nature 1997; 389: 753-758

Μη Γενωμικές Δράσεις του hgr Nonclassical Steroid Receptor Classical Steroid Receptor Coactivator Polymerase Lösel R et al., Nature Reviews. 2003; 4: 46-56

Άρθρο 1 Oakley RH & Cidlowski JA. J Biol Chem. 2011; 286(5): 3177-84

Exon 1 2 3 4 5 6 7 8 9α 9β ATG TGA, α TGA, β NTD DBD LBD hgrα 1 NTD DBD HR LBD 420 488 527 727 777 hgrβ NTD DBD HR LBD 1 727 742 hgrγ 1 NTD DBD HR LBD Arg-452 inserted 778 hgr-a hgr-p NTD DBD LBD 1 Ala-490 to Ser-674 deleted 592 NTD DBD HR LBD 1 676 Oakley RH & Cidlowski JA. J Biol Chem. 2011; 286(5): 3177-84

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) Exon 1 2 3 4 5 6 7 8 9α 9β ATG NTD DBD LBD TGA, α TGA, β cdna hgrα 1 2 3 4 5 6 7 8 9α cdna hgrβ 1 2 3 4 5 6 7 8 9β hgrα 1 NTD DBD HR LBD 420 488 527 727 777 hgrβ NTD DBD HR LBD 1 420 488 527 727 742

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) Ο υποδοχέας hgrα εκφράζεται σχεδόν σε όλους τους ιστούς και κύτταρα αντιπροσωπεύει τον κλασικό υποδοχέα των γλυκοκορτικοειδών, ο οποίος δρά σαν ορμονο-εξαρτώμενος μεταγραφικός παράγοντας Ο υποδοχέας hgrβ εκφράζεται επίσης σε όλους τους ιστούς δεν συνδέεται με τα γλυκοκορτικοειδή συνδέεται με το αντιγλυκοκορτικοειδές RU486 ασκεί επικρατούσα αρνητική δράση στον υποδοχέα hgrα

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) Η ικανότητα του hgrβ να ανταγωνίζεται τη δράση του hgrα παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της ευαισθησίας των ιστών στα γλυκοκορτικοειδή Αυξημένη έκφραση του hgrβ έχει πιστοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις γενικευμένης και ιστοειδικής αντίστασης στα γλυκοκορτικοειδή Ευθύνεται για την παθογένεια πολλών παθήσεων Ρευματοειδής αρθρίτιδα Συστηματικός Ερυθηματώδης Λύκος Ελκώδης κολίτιδα Άσθμα - ανθεκτικό στη θεραπεία με γλυκοκορτικοειδή

Exon 1 2 3 4 5 6 7 8 9α 9β ATG TGA, α TGA, β NTD DBD LBD hgrα 1 NTD DBD HR LBD 420 488 527 727 777 hgrβ NTD DBD HR LBD 1 727 742 hgrγ 1 NTD DBD HR LBD Arg-452 inserted 778 hgra hgrp NTD DBD LBD 1 Ala-490 to Ser-674 deleted 592 NTD DBD HR LBD 1 676 Oakley RH & Cidlowski JA. J Biol Chem. 2011; 286(5): 3177-84

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) hgrγ 1 NTD DBD HR LBD Arg-452 inserted 778 Ο υποδοχέας hgrγ εκφράζεται σε πολλούς ιστούς του ανθρώπινου σώματος συνδέεται με τα γλυκοκορτικoειδή με ικανότητα ανάλογη αυτής του hgrα ελαττωμένη ικανότητα ενεργοποίησης μεταγραφής γονιδίων-στόχων Η έκφραση του hgrγ συνοδεύεται από αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή μικροκυτταρικό ca των πνευμόνων αδενώματα των κορτικοτρόφων κυττάρων της υπόφυσης Οξεία Λεμφοβλαστική λευχαμία

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) hgr-a hgr-p 1 592 NTD DBD LBD Ala-490 to Ser-674 deleted NTD DBD HR LBD 1 676 Ο υποδοχέας hgr-a δεν επεριέχει ένα μεγάλο τμήμα της LBD, το οποίο κωδικοποιείται από τα εξόνια 5 7 Ο υποδοχέας hgr-p δεν εμπεριέχει το τμήμα της LBD, το οποίο κωδικοποιείται από τα εξόνια 8 και 9 επικρατούν υποδοχέας σε πολλές περιπτώσεις καρκινικών κυττάρων ανθεκτικών στα γλυκοκορτικοειδή

Ισοφορφές του hgr hgrα-a Met-1 NTD DBD HR LBD 777 hgrα-b Met-27 NTD DBD HR LBD 777 hgrα-c1 hgrα-c2 hgrα-c3 hgrα-d1 Met-86 NTD DBD HR LBD 777 Met-90 NTD DBD HR LBD 777 Met-98 NTD DBD HR LBD 777 Met-316 NTD DBD HR LBD 777 hgrα-d2 Met-331 NTD DBD HR LBD 777 hgrα-d3 Met-336 NTD DBD HR LBD 777 Oakley RH & Cidlowski JA. J Biol Chem. 2011; 286(5): 3177-84

Ισοφορφές του hgr Οι ισομορφές έχουν τόσο κοινές όσο και διαφορετικές ιδιότητες Έχουν παραπλήσια ικανότητα για πρόσδεση στην ορμόνη όπως και πρόσδεση στο DNA Παρουσιάζουν διαφορές στην ενδοκυττάρια κατανομή hgrα-d εντοπίζεται κυρίως στον πυρήνα των κυττάρων Παρουσιάζουν διαφορές ως προς την ενεργοποίηση της μεταγραφής γονιδίων-στόχων hgrα-c είναι η πιό ενεργής η hgrα-d η λιγότερο ενεργής

Ισοφορφές του hgr Είναι πιθανό ότι ανάλογες ισομορφές προκύπτουν και από τους υποδοχείς hgrβ, hgrγ, hgr-a και hgr-p Αυτή η πολυπλοκότητα της μεταγραφής και μετάφρασης του γονιδίου του hgr επιτρέπει στους ιστούς στόχους να απαντήσουν διαφορετικά στις συγκεντρώσεις των γλυκοκορτικοειδών ευθύνεται για διαφορές στην ευαισθησία των ιστών στα γλυκοκορτικοειδή μεταξύ διαφορετικών ατόμων ή διαφορετικών ιστών στο ίδιο άτομο

Άρθρο 2

Circadian CLOCK System Ο κιρκαδικός ρυθμός του άξονα ΥΥΕ καθορίζεται από τον υποθαλαμικό υπερχιασματικό πυρήνα (SCN) Κιρκαδικοί ρυθμοί από το ΚΝΣ και από περιφερικούς ιστούς και όγανα δημιουργούνται από την συνδυασμένη ενεργοποίηση/ απενεργοποίηση μεταγραφικών παραγόντων CLOCK, BMAL1 Nader N et al., Trends Endocrinol Metab 2010; 21(5): 277-86

Ο CLOCK Καταστέλλει τη Μεταγραφική Ενεργότητα του hgr Ο CLOCK αλληλεπιδρά με την περιοχή πρόσδεσης στην ορμόνη του GR O CLOCK ακετυλιώνει τις K480, K492, K494 και K495 του GR Η μετα-μεταφραστική αυτή τροποποίηση οδηγεί σε ελάττωση της ικανότητας του GR να συνδέεται με τα GREs Nader N et al., FASEBJ 2009; 23(5): 1572-83

Αλληλεπιδράσεις μεταξύ Κιρκαδικού Συστήματος CLOCK και Άξονα ΥΥΕ Το κιρκαδικό σύστημα CLOCK καθορίζει τον κιρκαδικό ρυθμό του άξονα ΥΥΕ Ο άξονας ΥΥΕ επηρεάζει την δραστηριότητα και κιρκαδικό ρυθμό του συστήματος CLOCK Τα γλυκοκορτικοειδή επηρεάζουν τους CLOCKs σε όλα τα όργανα και ιστούς εκτός από τον SCN Nader N et al., Trends Endocrinol Metab 2010; 21(5): 277-86

Ρύθμιση της Δράσης των Γλυκοκορτικοειδών στους Περιφερικούς Ιστούς από τον CLOCK Ο κεντρικός ρυθμιστής του κιρκαδικού ρυθμού στον SCN καθορίζει τον κιρκαδικό ρυθμό της έκκρισης των γλυκοκορτικοειδών συχρονίζει περιφερικούς μεταγραφικούς παράγοντες ακετυλίωση του GR αντίσταση των περιφερικών ιστών στα γλυκοκορτικοειδή Μέγιστες συγκεντρώσεις της κορτιζόλης συμπίπτουν χρονικά με ελαττωμένη ευαισθησία των ιστών στα γλυκοκορτικοειδή Nader N et al., Trends Endocrinol Metab 2010; 21(5): 277-86

Διαταραχή σχέσης μεταξύ έκκρισης της κορτιζόλης και ευαισθησίας των ιστών στα γλυκοκορτικοειδή Plasma Cortisol 8 am 24 H SAMPLING Normal Stress Shift 8 pm 8 am Dark Ανάπτυξη κεντρικής παχυσαρκίας και μεταβολικού συνδρόμου σε άτομα που υφίστανται χρόνιο στρες Αυξημένο κίνδυνο καρδιαγγειακών νοσημάτων σε άτομα που ταξιδεύουν συχνά μεταξύ χωρών με διαφορετικές στην ώρα Η χορήγηση Γλυκοκορτικοειδών σε συγκεκριμένες ώρες της ημέρας μπορεί να αυξήσει τη φαρμακολογική τους δράση ή να ελαττώσει τις ανεπιθύμητες ενέργειές τους Nader N et al., Trends Endocrinol Metab 2010; 21(5): 277-86

Άρθρο 3 Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Γλυκοκορτικοειδή Οι μελέτες που αφορούν στις δράσεις του GR αξιολογούν την απάντηση γονιδίων-στόχων μετά από μακροχρόνια χορήγηση συνθετικών γλυκοκορτικοειδών Δεδομένου ότι η έκκριση των γλυκοκορτικοειδών ακολουθεί τον κιρκαδικό ρυθμό και πραγματοποιείται κατά ώσεις, η χορήγηση συνθετικών γλυκοκορτικοειδών δεν οδηγεί σε ακριβή αξιολόγηση της φυσιολογικής δράσης των ορμονών αυτών Το άρθρο αυτό αξιολόγησε την επίδραση που έχουν ταχείες αυξομειώσεις των συγκεντρώσεων των γλυκοκορτικοειδών ταχεία δυναμική της αλληλεπίδρασης του GR με την χρωματίνη στη μεταγραφή γονιδίων που αποκρίνονται στα γλυκοκορτικοειδή

Πρόσδεση του GR στα GREs Corticosterone Dexamethasone Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Πρόσδεση του GR στα GREs Corticosterone Movie 1 Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Πρόσδεση του GR στα GREs Dexamethasone Movie 2 Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Η κατά ώσεις διέγερση με ορμόνη οδηγεί σε κατά ώσεις αύξηση των επιπέδων RNA Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Διαφορές στα επίπεδα RNA μετά από κατά ώσεις και συνεχή χορήγηση Γλυκοκορτικειδών Τα επίπεδα ώριμου RNA από κύτταρα που εκτέθηκαν σε συνεχή χορήγηση Κορτικοστερόνης ήταν σημαντικά πιό αυξημένα από εκείνα που παρατηρήθηκαν σε χορήγηση Κορτικοστερόνης κατά ώσεις Η συνεχής χορήγηση ορμόνης μπορεί να οδηγήσει σε μη κατάλληλη έκφραση πρωτεϊνών και διαταραχή της φυσιολογίας του οργανισμού Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Sprague-Dawley Rats Μεταγωγή του σήματος των γλυκοκορτικεοδών in vivo παρουσιάζει υψηλη δυναμική είναι εξαρτώμενη από τον τρόπο έκκρισης των γλυκοκορτικοειδών Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Βιολογικά ακριβής ρύθμιση γονιδίων-στόχων από τον GR προϋποθέτει έκκριση των Γλυκοκορτικοειδών κατά ώσεις Χαμηλές δόσεις συνθετικών γλυκοκορτικοειδών, όπως η δεξαμεθαζόνη, μεταβάλλουν σημαντικά το πρόγραμμα μεταγραφής που προϋποθέτει την κατά ώσεις έκκριση κορτιζόλης Η αδυναμία να μιμηθούμε τη φυσιολογική κατά ώσεις έκκριση της κορτιζόλης μπορεί να ευθύνεται για την κόπωση που παρατηρείται σε ασθενείς με επινεφριδιακή ανεπάρκεια παρά την ικανοποιητική θεραπεία υποκατάστασης με γλυκοκορτικοειδή Stavrera DA et al., Nat Cell Biol 2009; 11(9): 1093-102

Άρθρο 4

Η βιολογία του φύλου έχει προσδιορίσει φυσιολογικές και φαρμακολογικές διαφορές μεταξύ ανδρών και γυναικών, όπως και διαφορές στην προδιάθεση για συγκεκριμένα νοσήματα Το φύλο αποτελεί σημαντικό επιδημιολογικό παράγοντα κινδύνου για τη συχνότητα, εκδήλωση και εξέλιξη πολλών παθήσεων Πιο συχνές σε Γυναίκες: Οστεοπόρωση, Ρευματοειδής Αρθρίτιδα, Συστηματικός Ερυθηματώδης Λύκος, νόσος Cushing Πιο συχνές σε Άνδρες: Ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα, νεφρικές παθήσεις, νόσος Parkinson

Τα γλυκοκορτικειδή ρυθμίζουν ένα πλήθος φυσιολογικών λειτουργιών του οργανισμού και ασκούν αντιφλεγμονώδεις και ανοσοκατασταλτικές δράσεις Τα συνθετικά γλυκοκορτικοειδή αποτελούν την κύρια θεραπεία πολλών φλεγμονωδών και αυτοάνοσων παθήσεων, για τις οποίες συνταγογραφούνται ανεξάρτητα από το φύλο του ασθενούς Η φλεγμονή αποτελεί κοινό χαρακτηριστικό πολλών παθήσεων που παρουσιάζουν διαφορές στην συχνότητα μεταξύ των δύο φύλων Το φύλο μπορεί να επηρεάζει τις αντιφλεγμονώδεις δράσεις των γλυκοκορτικοειδών

Έκφραση Γονιδίων στο Ήπαρ Basal state Dexamethasone-induced state Duma D et al., Science Signaling 2010; 3(143): ra74

Έκφραση Γονιδίων στο Ήπαρ Τα Γλυκοκορτικοειδή ρύθμισαν περισσότερα γονίδια που εμπλέκονται σε φλεγμονώδεις παθήσεις στα άρρενα από ότι στα θήλεα ζώα Οι αντιφλεγμονώδεις δράσεις των Γλυκοκορτικοειδών μπορεί να είναι πιό ισχυρές στα άρρενα από ότι στα θήλεα Μπορεί να εξηγεί τον υψηλότερο κίνδυνο που έχουν οι γυναίκες για την ανάπτυξη αυτοάνοσων νοσημάτων Duma D et al., Science Signaling 2010; 3(143): ra74

Αντιφλεγμονώδεις δράσεις των Γλυκοκορτικοειδών Περισσότερα άρρενα ζώα επιβίωσαν από τη συστηματική φλεγμονή μετά τη χορήγηση Δεξαμεθαζόνης συγκριτικά με θήλεα Η θεραπεία με Γλυκοκορτικοειδή οδήγησε σε ελάττωση των συγκεντρώσεων IL-6 και TNF-α στο πλάσμα και των επιπέδων mrna στα άρρενα αλλά όχι στα θήλεα ζώα Οι αντιφλεγμονώδεις δράσεις των Γλυκοκορτικοειδών είναι πιο ισχυρές στους άνδρες Duma D et al., Science Signaling 2010; 3(143): ra74

Φυλετικός Διμορφισμός των Αντιφλεγμονωδών δράσεων των Γλυκοκορτικειδών Καλύτερη κατανόηση των διαφορών που παρατηρούνται μεταξύ ανδρών και γυναικών ως προς την απάντηση στο στρες καθώς και τις φλεγμονώδεις και ανοσολογικές αντιδράσεις Μεγαλύτερη ικανότητα των γυναικών να αντιμετωπίσουν τις λοιμώξεις Υψηλότερη θνησιμότητα των γυναικών όταν οι λοιμώξεις αυτές είναι συστηματικές Οι άνδρες μπορεί να χρειάζονται χαμηλότερες δόσεις Γλυκοκορτικοειδών για τη θεραπεία λοιμώξεων και φλεγμονωδών παθήσεων από ότι οι γυναίκες

Φυλετικός Διμορφισμός στις Αντιφλεγμονώδεις δράσεις των Γλυκοκορτικειδών Μια πιο ισχυρή απάντηση στο στρες και ανοσολογική και φλεγμονώδη αντίδραση στις γυναίκες σε σχέση με τους άνδρες μπορεί να οδηγήσει σε: σχετιζόμενα με το στρες σύνδρομα συμπεριφοράς Άγχος, κατάθλιψη, διατροφικές διαταραχές Αυτοάνοσες παθήσεις ΡΑ, ΣΕΛ Αλλεργικές παθήσεις Άσθμα Chrousos GP. Science Signaling 2010; 3(143): pe36

Πρωτοπαθής Γενικευμένη Αντίσταση και Υπερευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή Ευαγγελία Χαρμανδάρη MD, MSc, PhD, MRCP(UK), CCST(UK) Αν. Καθηγήτρια Παιδιατρικής & Εφηβικής Ενδοκρινολογίας Α Παιδιατρική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών Νοσοκομείο Παίδων Η Αγία Σοφία, Αθήνα, 11527

Μεταβολές της Ευαισθησίας των Ιστών στα Γλυκοκορτικοειδή Όργανο-Στόχος Υπερευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή = Υπερέκκριση Γλυκοκορτικοειδών = Ανεπάρκεια Γλυκοκορτικοειδών ΚΝΣ Αϋπνία, Άγχος, Κατάθλιψη, Καταβολή, Υπνηλία, Αδιαθεσία, Διαταραχές νόησης Διαταραχές νόησης Ήπαρ + Γλυκονεογένεση, + Λιπογένεση Υπογλυκαιμία, Αντίσταση στο Διαβήτη Λίπώδης Ιστός Συσσώρευση ενδοκοιλιακού λίπους Απώλεια βάρους, (Μεταβολικό σύνδρομο) Δυσκολία πρόσληψης βάρους Αγγεία Υπέρταση Υπόταση Οστά Οστεοπόρωση Φλεγμονή/Ανοσία Ανοσοκαταστολή, + Φλεγμονή, + Αυτοανοσία, Καταστολή φλεγμονής, + Αλλεργία Ευπάθεια σε συγκεκριμένες λοιμώξεις και όγκους

Πρωτοπαθής Γενικευμένη Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή 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 (ΥΥΕ) σε καταστολή απο δεξαμεθαζόνη Δεν παρατηρούνται κλινικές εκδηλώσεις υπο- ή υπερκορτιζολαιμίας

Πρωτοπαθής Γενικευμένη Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή Chrousos G et al., JCI 1982; 69: 1261-1269

Μεταβολές του Άξονα ΥΥΕ Φυσιολογικά Πρωτοπαθής Γενικευμένη Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή Υποθάλαμος (-) CRH/AVP Υπόφυση (-) ACTH Επινεφρίδια Ανδρογόνα DOC Κορτιζόλη DOC Κορτιζόλη Ανδρογόνα

Κλινικές Εκδηλώσεις Συχνά φυσιολογική γλυκοκορτικοειδική δράση Ασυμπτωματικοί Υπογλυκαιμία Χρόνια κόπωση 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

Κλινικές Εκδηλώσεις Το κλινικό φάσμα της νόσου είναι αρκετά ευρύ, και κυμαίνεται από πολύ βαριές μέχρι ήπιες μορφές Οι ποικίλλες κλινικές εκδηλώσεις της νόσου οφείλονται σε: διαφορές της ευαισθησίας των ιστών στα μονοπάτια μεταγωγής σήματος των γλυκοκορτικοειδών, αλατοκορτικοειδών ή/και ανδρογόνων διαφορές ως προς την ενεργότητα απενεργοποιητικών ή ενεργοποιητικών ενζύμων, όπως η 11β-HSD και η 5α-αναγωγάση άλλους γενετικούς ή επιγενετικούς παράγοντες, όπως η αντίσταση στην ινσουλίνη και η κοιλιακή παχυσαρκία

Παθολογικές Μεταλλάξεις του Γονιδίου 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 D641V 2035G>A G679S 2117>A R714Q 2185G>A V729I 2209T>G F737L 2241T>G I747M 2318T>C L773P 2bp del 2318, 2319 1 2 3 4 5 6 7 8 9α 9β ATG TGA, α TGA, β NTD DBD LBD E. Charmandari et al., JCEM 2008; 93(5): 1563-72

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

Μεταγραφική Ενεργότητα 3 hgrαwt hgrαi559n hgrαr477h 350 300 hgrαwt hgrαv571a CV-1 MMTV Luciferase Activity (RLU) 2 1 Luciferase Activity (RLU) 250 200 150 100 50 0 0 0 10-12 10-10 10-8 10-6 10-5 Dexamethasone (M) 0 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 Dexamethasone (M)

Επικρατούσα Αρνητική Δράση στον hgrα Luciferase Activity (RLU) CV-1 MMTV 80 60 40 20 hgrαi559n hgrα : hgrαi559n 1:0 1:1 1:5 1:10 Luciferase Activity (RLU) 0.8 0.6 0.4 0.2 hgrαi747m Dexamethasone (-) Dexamethasone (+) Luciferase Activity (RLU) 1500 1000 500 hgrαl773p Dexamethasone (-) Dexamethasone (+) 0 10-9 10-7 10-5 Dexamethasone (M) 0 hgrα hgrαi747m (Ratio) 1 1 1 1 1 0 1 3 6 10 0 hgrαwt 1 1 1 1 1 hgrαl773p 0 1 3 6 10 (Ratio)

Πρόσδεση με Δεξαμεθαζόνη Specific Binding (dpm) 25000 20000 15000 10000 5000 WT V571A D641V V729I I559N I747M 0 0 10 20 30 40 50 Dexamethasone (nm) E. Charmandari et al., JCEM 2004; 89(4): 1939-1949

Μετακίνηση στον Πυρήνα του hgrα-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): 3986-90

Ενδοκυττάρια Κατανομή των Μεταλλαγμένων hgrα HeLa R477H D641V hgrαv729i I559N G679S hgrαf737l V571A L773P

Μετακίνηση στον Πυρήνα των Μεταλλαγμένων hgrα hgrαr477h HeLa hgrαf737l 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): 1535-43 E. Charmandari et al., JCEM 2007; 92(10):3986-90

Πρόσδεση στο DNA Control WT R477H G679S Anti-GRα Ab Control Ab Input 250 bp MMTV/GRE 250 bp 250 bp MMTV/GRE MW Marker - + - + - + - + Dexamethasone (10-6 M) HCT-116 cells stably transfected with MMTV-luc E. Charmandari et al., JCEM 2006; 91(4): 1535-43

Περιοχή πρόσδεσης στο DNA του hgrα G C H S Y A G E V D L ID K I R R K S T I N (424) V C C (438) (463) G R NDC C (473) T P Zn L S (A458T) Zn p C G CK A A (421) (441) V F K R A V E G Q H N Y L C C (476) F R Y R C (457) M K P AR (R477H) K L Q A G M N L E. Charmandari et al., JCEM 2006; 91(4): 1535-43

Συνενεργοποιητής GRIP1 Basic PAS HLH domain domain 1 400 542 745 AD1 AD2 1011 1121 1250 1462 NRB domain AF-2 binding domain NIDaux AF-1 binding domain E. Charmandari et al., JCEM 2004; 89(4): 1939-1949

Αλληλεπίδραση με τον Συνενεργοποιητή GRIP1 hgrαwt hgrαl773p Dexamethasone Input - + Input - + GRIP1 1-1462 559-774 740-1217 Dexamethasone 10-6 - + - + - + GRIP1 (1-1462) hgrαwt GRIP1 (740-1217) GRIP1 (559-774) hgrαr477h hgrαg679s Charmandari E. et al., JCEM 2005; 90(6): 3696-705 Charmandari E. et al., JCEM 2006; 91(4): 1535-543

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 κιρκαδικού ρυθμού και απάντησης της Κορτιζόλης σε στρεσσογόνα ερεθίσματα Αντίσταση του άξονα ΥΥΕ στην καταστολή από δεξαμεθαζόνη Δοκιμασίες Ενσωμάτωσης της Θυμιδίνης Δοκιμασίες Πρόσδεσης Δεξαμεθαζόνης Μοριακές μελέτες

Θεραπεία Σκοπός θεραπείας: καταστολή της αυξημένης έκκρισης ACTH Υψηλές δόσεις συνθετικών γλυκοκορτικοειδών χωρίς αλατοκορτικοειδική δράση, όπως η δεξαμεθαζόνη Επαρκής καταστολή του ΥΥΕ 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)

Υπερευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή hgr Gene 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 D401H Υπερευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή Σπλαχνική Παχυσαρκία Υπερχοληστερολαιμία, υπερτριγλυκεριδαιμία Υπέρταση Διαβήτης τύπου 2

Ο υποδοχέας hgrαd401 Input (25%) GST GRIP1 1-1462 559-774 740-1217 Dex 10-5 M - + - + - + - + hgrawt hgrawt hgrad401h hgrad401h Charmandari E et al., JCEM 2008; 93(12): 4963-8

Ο υποδοχέας hgrαd401 0 min 3 min 6 min 0 min 3 min 6 min 10 min 15 min 10 min 15 min Charmandari E et al., JCEM 2008; 93(12): 4963-8

Υποδοχέας των Γλυκοκορτικοειδών (hgr) ER22/23EK N363S D401H T504S S651F 2314insA TthIIII BclI hgr Gene 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 ER22/23EK N363SD401H BclI Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή Υπερευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή

hgr Gene 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 ER22/23EK N363S D401H BclI Αντίσταση στα Γλυκοκορτικοειδή Ευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή Ινσουλίνη νηστείας Ευαισθησία στην Ινσουλίνη Ολική και LDL Χοληστερόλη CRP Κίνδυνος άνοιας Προσδόκιμο επιβίωσης Υπερευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή Ευαισθησία στα Γλυκοκορτικοειδή Λιπώδης ιστός, Μυϊκός ιστός BMD Ολική Χοληστερόλη και Τριγλυκερίδια Κίνδυνος στεφανιαίας νόσου

Συμπεράσματα Ο υποδοχέας των γλυκοκορτικοειδών (hgr) είναι ένας ενδοκυττάριος, ορμονο-εξαρτώμενος μεταγραφικός παράγοντας, ο οποίος διαμεσολαβεί τις δράσεις των γλυκοκορτικοειδών Η πολυπλοκότητα της μεταγωγής σήματος των γλυκοκορτικοειδών και η ποικίλλη επίδραση που έχουν μεταλλάξεις/πολυμορφισμοί του γονιδίου του hgr στη μεταγωγή του γλυκοκορτικοειδικού σήματος, υποδυκνύουν ότι μεταβολές της δράσης του υποδοχέα μπορεί να έχουν σημαντικές επιπτώσεις σε πολλές φυσιολογικές λειτουργίες του οργανισμού

Συμπεράσματα Στην κλινική πράξη, οι δράσεις των γλυκοκορτικοειδών μπορεί να διαφέρουν σημαντικά μεταξύ ασθενών, γεγονός που μπορεί να οφείλεται εν μέρει σε πολυμορφισμούς του γονιδίου του hgr Όταν οι πολυμορφισμοί αυτοί είναι γνωστοί, η δόση των γλυκοκορτικοειδών θα πρέπει να αναπροσαρμόζεται ανάλογα, ώστε να διασφαλισθεί ικανοποιητική θεραπεία με τις λιγότερες δυνατές ανεπιθύμητες ενέργειες