Vasoactive genes as molecular and genetic predictors of severe preeclampsia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To analyze an incidence rate of polymorphisms and combinations of genes AGT-704T> C, AGT-521C> T, AGTR1-1166A> C, AGTR2-1675G> A, еNO3-786T> C, еNOS3-894G> C, ADD1-1378G> T, CYP11B2 -304C> T, GNB3-825C> T and to assess their association with a risk of severe pre-eclampsia. Materials and methods. The study included women of early fertile age (20-35 years old) with spontaneous singleton pregnancy, no bad habits (smoking, alcohol or drug use), no extragenital diseases and no family (mother or sister) or an individual history of pre-eclampsia and with body mass index in the first trimester of pregnancy less than 35 kg/m2. The study group consisted of 100 patients with severe preeclampsia and the control group included 100 women with uncomplicated pregnancy. Genotyping was carried out by method of polymerase chain reaction. Data analysis included compliance with the Hardy - Weinberg law, Cramer's V criterion, χ2 test, odds ratio (OR) and its 95% confidence interval (CI). To assess a distribution of stated polymorphisms of genes and their alleles a general (χ2 test, df=2) and multiplicative (χ2 test, df=1) inheritance models were used. Results and discussion. Patients with severe pre-eclampsia had statistically significantly higher incidence rate of mutant homozygous genotypes AGTR1-1166CC (χ2=5,54; p=0,05) and еNO3-786CC (χ2=23,05; p=1,0E-5). A significant association between a carrier of the mutant homozygous genotype eNO3-786СC (χ2=19,780; p=0,000) and severe pre-eclampsia (OR 45,07, 95% CI 2,68-759,30) was found out. Combinations of mutant alleles of potentially predictive polymorphisms of vasoactive genes in women with preeclampsia were recorded 7,7 times more often (23% vs 3%; χ2=17,683, p=0,000; average Cramer's V link) which led to a significant association link with a risk of a disease complication (OR 9,658, 95% CI 2,795-33,367). Conclusion. A synergistic interaction between polymorphic loci in severe preeclampsia was established. The mutant homozygous genotype eNO3-786СC as well as a combination of at least two mutant alleles of genes - candidates for arterial hypertension or their combination with the mutant gene ADD1-1378TT or GNB3-825TT can claim a role of molecular and genetic predictors of severe preeclampsia.

Full Text

Гипертензивные расстройства во время беременности встречаются с частотой 5-30% беременностей; частота преэклампсии составляет 2-8%. Актуальность проблем обусловлена отсутствием тенденции к их снижению и тем, что эти заболевания являются причиной тяжелой заболеваемости, инвалидизации матерей и их детей. По мнению экспертов, при надлежащем междисциплинарном менеджменте большинство случаев неблагоприятных исходов являются предотвратимыми [1]. В последние годы для прогнозирования риска развития преэклампсии внимание исследователей привлекают полиморфизмы генов, участвующих в регуляции сосудистого тонуса и функции эндотелия, - ангиотензиногена, эндотелиальной синтазы окиси азота, a-аддуктина, гуанинсвязывающего протеина GNB3, цитохрома Р-450 [2-8]. При наличии большого количества современных работ по данному вопросу выводы исследователей достаточно противоречивы, поскольку зависят от популяционных особенностей и этнической принадлежности пациенток исследуемых групп [2, 4-8]. Известно, что при оценке взаимосвязи генетических полиморфизмов с риском развития заболеваний следует принимать во внимание явление межгенных взаимодействий - возможность взаимодействия неаллельных генов, в результате которого при определенных сочетаниях генетических полиморфизмов могут меняться реализуемые ими эффекты [9, 10]. Исходя из изложенного, мы предположили, что мультилокусный анализ полиморфизмов генов-кандидатов артериальной гипертензии (АГ) и дисфункции эндотелия может выделить патогенетически значимые комбинации локусов, ассоциированные с тяжелой преэклампсией. Цель исследования - проанализировать частоту встречаемости полиморфизмов и комбинаций генов AGT-704T>C, AGT-521C>T, AGTR1-1166A>C, AGTR2-1675G>A, ADD1-1378G>T, еNO3-786T>C, еNOS3-894G>С, CYP11B2-304C>T, GNB3-825C>T и дать оценку их ассоциации с риском развития тяжелой преэклампсии. Материалы и методы Исследование было одобрено этическим комитетом ФГБОУ ВО «Читинская государственная медицинская академия» Минздрава России (протокол №64 от 23 июня 2014 г.) и проводилось на базе ГБУЗ «Забайкальский краевой перинатальный центр» г. Читы (главный врач - Е.Н.Агафонова). Основную группу составили 100 пациенток с тяжелой преэклампсией, группу контроля - 100 женщин с неосложненным течением гестации, сопоставимых по возрасту, социальному статусу и паритету. Критерии включения в исследование: • возраст матери от 20 до 35 лет; • спонтанная одноплодная беременность; • индекс массы тела менее 35 кг/м2 в I триместре гестации; • отсутствие вредных привычек (курение, прием алкоголя или наркотических средств), экстрагенитальных заболеваний, семейной (мать или сестра) или индивидуальной истории преэклампсии. Диагноз «тяжелая преэклампсия» ставился согласно критериям, изложенным в клинических рекомендациях Минздрава России и Российского общества акушеров-гинекологов «Гипертензивные расстройства во время беременности, в родах и послеродовом периоде. Преэклампсия. Эклампсия» (2016 г.), и базировался на основании следующих симптомов: тяжелая АГ (систолическое артериальное давление более 160 мм рт. ст., диастолическое - более 110 мм рт. ст.), протеинурия более 5 г/л в 24-часовой пробе мочи или более 3 г/л в двух порциях мочи, взятой с интервалом в 6 ч, один критерий или более тяжелой преэклампсии, свидетельствующий о развитии полиорганной недостаточности: HELLP(ELLP)-синдром; устойчивые головные боли, рвота или другие церебральные или зрительные расстройства; олигурия менее 500 мл/сут, повышение уровня креатинина; отек диска зрительного нерва; повышение ферментов аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, лактатдегидрогеназы; тромбоцитопения и/или ее прогрессирование; боли в эпигастрии/правом верхнем квадранте живота и др. [1]. Генотипирование для выявления интересующих нас полиморфизмов проведено на ДНК, полученной из лейкоцитов периферической крови («Проба-РАПИД генетика», ЗАО «НПФ ДНК-Технология», Москва). В качестве метода использована полимеразная цепная реакция с детекцией продукта амплификации в режиме реального времени (амплификатор «ДТ-96», ЗАО «НПФ ДНК-Технология», Москва) с использованием комплектов реагентов «КардиоГенетика гипертония» (ЗАО «НПФ ДНК-Технология», Москва). Генетические исследования выполнены в НИИ молекулярной медицины ФГБОУ ВО ЧГМА (директор института - профессор Ю.А.Витковский). Частоты генотипов обследованных пациенток проверяли на соответствие закону Харди-Вайнберга. Качественные данные представлены в виде числа n и % (число больных с данным признаком, процент от их количества в группе) или десятичной доли единицы (р). Статистическая обработка результатов произведена с помощью пакета программ Statistica 10. Достоверность разницы между двумя средними показателями оценивали по критерию Стьюдента (t); между долями - по критерию χ2. Значения считали статистически достоверными при величине χ2>3,84, при р≤0,05. Для оценки распределения заявленных полиморфизмов генов и их аллелей использовали общую (χ2-тест, df=2) и мультипликативную (χ2-тест, df=1) модели наследования. Силу ассоциативной связи между изучаемыми генетическими полиморфизмами и ранними выкидышами оценивали по величине показателя V Крамера и отношения шансов (ОШ). Доверительные интервалы (ДИ), приводимые в работе, строились для доверительной вероятности p=95%. Результаты и обсуждение Пациентки сравниваемых групп были репрезентативны по возрасту: средний возраст обследованных варьировал от 20 до 35 лет и составил 31,1±3,9 года в группе контроля и 31,5±3,3 года - у пациенток с преэклампсией (p>0,05). Для оценки распространенности заявленных генетических полиморфизмов использованы общая и мультипликативная модели наследования. Распределение частот генотипов AGT-704T>C, AGT-521C>T, AGTR1-1166A>C, AGTR2-1675G>A, ADD1-1378G>T, еNO3-786T>C, еNOS3-894G>С, CYP11B2-304C>T, GNB3-825C>T и их аллелей соответствовало закону Харди-Вайнберга (табл. 1, 2). При оценке общей модели наследования (тест χ2, df=2) заявленных полиморфизмов нами установлены статистически значимые различия относительно мутантных гомозиготных вариантов генов ангиотензиногена AGT-521C>T (χ2=11,40; р=0,003), эндотелиальной синтазы оксида азота еNO3-786T>C (χ2=23,05; р=1,0E-5) и гена рецептора 1-го типа ангиотензина II AGTR1-1166A>C (χ2=5,54; р=0,05); см. табл. 1. При этом примечательным является факт, что у пациенток с преэклампсией мутантный гомозиготный вариант полиморфизма ангиотензиногена AGT-521ТТ был идентифицирован в 12 раз реже (1% vs 12%; pχ2=0,002), что можно объяснить взаимосвязью генов анигиотензинконвертирующих ферментов с высоким риском женского бесплодия [11]. Ассоциативную связь с риском развития тяжелой преэклампсии продемонстрировал только мутантный гомозиготный генотип еNO3-786СC (ОШ 45,07, 95% ДИ 2,68-759,30); см. табл. 1. Анализ мультипликативной модели наследования (тест χ2, df=1) минорных аллелей исследуемых полиморфизмов выявил предрасположенность к тяжелой преэклампсии только при наличии мутантного аллеля С гена эндотелиальной синтазы оксида азота еNO3-786T>C (χ2=17,40; р=3,0E-5); см. табл. 2. Таким образом, наши результаты подтвердили, что мутантный аллель -786C гена NOS3 связан с проявлениями дисфункции эндотелия и преэклампсией. Данный факт полностью совпадает с представлением, что функционально-значимые полиморфизмы гена eNOS могут претендовать на роль маркеров риска развития АГ, тяжелой преэклампсии, эклампсии при беременности за счет их активного участия в регуляции сосудистого тонуса, кровотока и артериального давления [9]. Статистически значимых различий в частоте встречаемости других интересующих нас полиморфизмов и их аллелей в сравниваемых группах беременных в нашем исследовании не установлено (см. табл. 1, 2). Важным аспектом прогнозирования вероятности развития перинатальных и акушерских осложнений является сочетание минорных аллелей разных генов [9, 12]. Известно, что гомозиготность по одному функционально неполноценному аллелю является фактором повышенного риска осложнений беременности, а присутствие двух и более неблагоприятных аллелей полиморфизма различных генов в гетерозиготном состоянии может увеличить вероятность развития данного осложнения [2, 3, 9, 12]. Исходя из действующего правила эффекта накопления генетических влияний, мы придерживаемся мнения авторов, считающих, что данные генетические полиморфизмы могут выступать в качестве промотора в реализации АГ и системной дисфункции эндотелия, которые присущи преэклампсии [13-16]. На основании изложенного и беря во внимание результаты исследования полиморфизмов вазоактивных генов, мы предположили, что, возможно, причиной развития данного осложнения беременности у молодых соматически здоровых пациенток является именно сочетание неблагоприятных аллелей заявленных генов. При анализе комбинаций изучаемых полиморфизмов установлено, что у пациенток с тяжелой преэклампсией статистически значимо чаще регистрировались сочетания потенциально предиктивных генотипов аллелей полиморфизма вазоактивных генов (23% vs 3%; χ2=17,683, р=0,000; средняя связь V Крамера 0,297), что обусловило наличие значимой ассоциативной связи с риском развития осложнения беременности (ОШ 9,658, 95% ДИ 2,795-33,367); табл. 3. У пациенток с тяжелой преэклампсией с наибольшей частотой встречались двухлокусные комбинации (20% vs 3%; χ2=14,198, р=0,000), из которых чаще идентифицировались сочетания полиморфизма генов ангиотензин-рениновой системы и гена эндотелиальной синтазы оксида азота: AGTR2-1675АA + еNOS3-786СC (χ2=8,333, р=0,004). Трехлокусные комбинации в основной группе встречались реже, однако среди пациенток с нормально протекающей беременностью они не выявлены вовсе (3% vs 0%; χ2=3,046, р=0,081). Примечательно, что эти комплексы в большинстве имели в своем составе полиморфизм генов AGT, AGTR1,2 и NOS3. Мы полагаем, что низкие частоты и, следовательно, сложности статистической обработки связаны с небольшими выборками, но обнаруженные потенциально предиктивные для развития тяжелой преэклампсии комбинации генотипов настраивают на более серьезный подход в изучении триггеров АГ и эндотелиальной дисфункции как ключевых звеньев патогенеза данного осложнения гестации. Заключение Полученные нами результаты свидетельствуют об участии вазоактивных генов в патогенезе тяжелой преэклампсии. Принципиально важным является выявленный факт эффекта накопления: реализация преэклампсии имела место при сочетании полиморфизмов, ассоциированных с развитием АГ и эндотелиальной дисфункции. На роль молекулярно-генетических предикторов тяжелой преэклампсии могут претендовать мутантный гомозиготный генотип еNO3-786СC, а также комбинация не менее 2 мутантных аллелей генов-кандидатов на АГ или их сочетание с мутантным геном a-аддуцина ADD1-1378ТT или гуанинсвязывающего протеина GNB3-825ТT.
×

About the authors

Tatiana E Belokrinitskaya

Chita State Medical Academy

Email: tanbell24@mail.ru
PhD, Professor, Head of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Pediatric faculty 39a, Gor'kogo st., Chita, 672090, Russian Federation

Nataliya I Frolova

Chita State Medical Academy

Email: taasyaa@mail.ru
PhD, Assistant professor of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Pediatric faculty 39a, Gor'kogo st., Chita, 672090, Russian Federation

Natal'ia N Strambovskaya

Chita State Medical Academy

Email: strambovskaya@yandex.ru
PhD, Associate professor, Head of the laboratory of molecular genetics of Research Institute of Molecular Medicine 39a, Gor'kogo st., Chita, 672090, Russian Federation

Kristina A Kolmakova

Chita State Medical Academy

Email: pochta@chitgma.ru
Resident doctor of the Department of Obstetrics and Gynecology of the Pediatric faculty 39a, Gor'kogo st., Chita, 672090, Russian Federation

References

  1. Адамян Л.В., Артымук Н.В., Белокриницкая Т.Е. и др. Гипертензивные расстройства во время беременности, в родах и послеродовом периоде. Преэклампсия. Эклампсия. Клинические рекомендации (протокол), утв. МЗ РФ 7 июня 2016 №15-4/10/2-3484. М., 2016. [Adamyan L.V., Artymuk N.V., Belokrinitskaya T.E. et al. Hypertensive disordes during pregnancy, in the labor and postpartum period. Preeclampsia. Eclampsia. Clinical recommendations (protocol). Ministry of Health service of Russian Federation on June 7, 2016 №15-4/10/2-3484. Moscow, 2016]
  2. Радьков О.В., Калинкин М.Н., Заварин В.В. Генофенотипический анализ полиморфизма М235Т гена ангиотензиногена и преэклампсии. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2012; 9: 339-41. [Radkov O.V., Kalinkin M.N., Zavarin V.V. Genoproteomic analysis of angiotensinogen gene polymorphism M235T and preeclampsia. Byulleten' ehksperimental'noj biologii i mediciny. 2012; 9: 339-41 ]
  3. Фролова Н.И., Белокриницкая Т.Е., Страмбовская Н.Н. Молекулярно-генетические предикторы осложнений беременности у молодых здоровых женщин. Дальневосточный мед. журн. 2015; 3: 29-30. [Frolova N.I., Belokrinitskaya Т.E., Strambovskaya N.N. Molecular genetic prediction of pregnancy complications in young healthy women. Dal'nevostochnyj med. zhurn. 2015; 3: 29-30 ]
  4. Medica I, Kastrin A, Peterlin B. Genetic polymorphisms in vasoactive genes and preeclampsia: a meta-analysis. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol 2007; 131 (2): 115-26.
  5. Jebbink J, Wolters A, Fernando F et al. Molecular genetics of preeclampsia and HELLP syndrome - a review. Biochim Biophys Acta 2012; 1822 (12): 1960-9. doi: 10.1016/j.bbadis.2012.08.004
  6. Haram K, Mortensen J.H, Nagy B. Genetic aspects of preeclampsia and the HELLP syndrome. J Pregnancy 2014; 2014: 910751. doi: 10.1155/2014/910751
  7. Liao X, Wang W, Zeng Z et al. Association of alpha-ADD1 Gene and Hypertension Risk: A Meta-Analysis. Med Sci Monit 2015; 21: 1634-41. doi: 10.12659/MSM.893191
  8. Vamsi U.M, Swapna N, Padma G et al. Haplotype association and synergistic effect of human aldosterone synthase (CYP11B2) gene polymorphisms causing susceptibility to essential hypertension in Indian patients. Clin Exp Hypertens 2016; 38 (8): 659-65. doi: 10.1080/10641963.2016.1200595
  9. Генетический паспорт - основа индивидуальной и предикативной медицины. Под ред. В.С.Баранова. СПб.: Н-Л, 2009. [Genetic passport - the basis of individual and predicative medicine. Pod red. V.S.Baranova. Saint Petersburg: N-L, 2009 ]
  10. Moore J.H, Gilbert J.C, Tsai C.T et al. A flexible computational framework for detecting, characterizing, and interpreting statistical patterns of epistasis in genetic studies of human disease susceptibility. J Theoretical Biol 2006; 241: 252-61.
  11. Al-Mutawa J. Interaction with angiotensin-converting enzyme-encoding gene in female infertility: Insertion and deletion polymorphism studies. Saudi J Biol Sci 2018; 25 (8): 1617-21. doi: 10.1016/j.sjbs.2016.06.003
  12. Заварин В.В., Калинкин М.Н., Радьков О.В. Роль межгенных взаимодействий вазоактивных генов в формировании предрасположенности к преэклампсии. Фундаментальные исследования. 2011; 11 (1): 36-8. [Zavarin V.V., Kalinkin M.N., Radkov O.V. Role of gene-gene interactions of vasoactive genes in the formation of predisposition to preeclampsia. Fundamental'nye issledovaniya. 2011; 11 (1): 36-8 (in Russian).]
  13. Bahado-Singh R, Poon L.C, Yilmaz A et al. Integrated Proteomic and Metabolomic prediction of Term Preeclampsia. Sci Rep 2017; 7 (1): 16189. doi: 10.1038/s41598-017-15882-9
  14. Moon J.Y, Moon M.H, Kim K.T et al. Cytochrome P450-mediated metabolic alterations in preeclampsia evaluated by quantitative steroid signatures. J Steroid Biochem Mol Biol 2014; 139: 182-91. doi: 10.1016/j.jsbmb.2013.02.014
  15. Sheppard S.J, Khalil R.A. Risk factors and mediators of the vascular dysfunction associated with hypertension in pregnancy. Cardiovasc Hematol Disord Drug Targets 2010; 10 (1): 33-52.
  16. Ma L, Fan P, Liu X.H et al. Interaction between GNB3 C825T and ACE I/D polymorphisms in pre-eclampsia. Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban 2015; 46 (1): 118-22

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63961 от 18.12.2015.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies