Spinal Müsküler Atrofili Bebeklerde Artmış Sistemik HSP70B Düzeyleri

Amerika Birleşik Devletleri'nde tüm yenidoğanlara Spinal Müsküler Atrofi (SMA) taraması yapılmasına yönelik tavsiye ve SMA yenidoğanları ve risk altındaki bebekleri tedavi etmek için üç farklı etkili moleküler tedavinin ortaya çıkması, hastalık aktivite kanıtlarının erken saptanması ve izlemesi için yeni biyolojik göstergelerin önemini arttırmıştır.

SMA, Sağkalım Motor Nöron 1 (SMN1) genindeki mutasyonlardan kaynaklanır. Paralog gen SMN2'nin kopya sayısı ile hastalık fenotip şiddeti ters orantılıdır ve SMA hastalığında primer hastalık modifiye edici faktördür.

1-2 SMN2 kopyası olan bebeklerde doğum öncesi veya erken neonatal akut denervasyon ciddi sonuçlara yol açabilirken, üç veya daha fazla SMN2 kopyası olanlarda semptom başlangıcı bebeklikten yetişkinliğe kadar değişir.

Beyin omurilik sıvısı ve plazma/serum nörofilament (NF) düzeyi nöron hasarı göstergeleri olup, yakın zamanda SMA ve diğer nörodejeneratif hastalıklar için prognostik ve tedavi yanıt göstergesi olarak tanımlanmıştır.

Bu çalışmada yaşamın erken döneminde yeni SMA biyolojik göstergelerini saptamak amacıyla, 1 yaşın altındaki SMA tip 1 hastaları ve sağlıklı kontrol grubundan alınan örneklerde RNA dizilimi ve diferansiyel ekspresyon analizleri yapılmıştır.

Materyal ve Metot

SMA şiddetini tahmin etmek ve izlemek için yeni sistemik biyolojik göstergelerin saptanması amacıyla, tüm yeni tanı konmuş SMA hastalarına, kardeşlerine ve ailelerine SPOT SMA Boylamsal Pediyatrik Veri Deposu (LPDR) veri tabanına kaydolmaları önerilmektedir. SPOT SMA LPDR, 2016 yılında başlatılmıştır.

Bu çalışmada, herhangi bir SMN hedefli moleküler veya gen tedavisi almayan 2 yaş altındaki SMA hastalarından elde edilen tüm RNA örnekleri için Project Cure SMA ve SPOT SMA LPDR verileri taranmıştır. İlk RNA dizilimi araştırma analizi için, 1 yaş altındaki beş SMA tip 1 bebek ve beş sağlıklı kontrolden (Kohort 1) örnek seçilmiştir. Veritabanımızdaki 22 SMA hastasından alınan 51 RNA örneğinde (Kohort 2), HSPA7 bulgularımız doğrulanmıştır. Seçilen bir hedefin (HSPA7 geni tarafından kodlanan HSP70B proteini) protein düzeyi validasyonu, NF düzeyi (Kohort 3) ile potansiyel bir korelasyon belirlemek için yapılmıştır. SMN1 ve SMN2 kopyası kantitatif polimeraz kullanılarak belirlenmiştir.

Ek bir analiz ile SMA hastalarında tam kanda intron retansiyonu artışı olup olmadığı araştırılmıştır.

Bulgular

Tam kan RNA dizilimi, SMA hastaları ve kontroller arasında SMN2 ekspresyonunda önemli bir fark olmaksızın, tüm SMA hastalarında SMN1 ekspresyonu olmadığını doğrulamıştır. Kontrollere kıyasla SMA hastalarında beş gende ekspresyon artışı saptanmıştır. Bu genler arasında, HSPA7 tüm hastalarda ortak saptanan gen olmuştur. RT-qPCR analizi bu bulguyu doğrulamıştır.

HSPA7 mRNA ekspresyonu, yaşamın ilk 2 yılında tam kan RNA örnekleri toplanmış olan bağımsız bir SMA hasta kohortunda değerlendirilmiştir. 22 farklı hastadan toplam 51 örnekte, HSPA7 ekspresyonuna bakılmıştır. Bu analizde iki veya üç SMN2 kopyası olan semptomatik SMA hastalarında, asemptomatik SMA hastalarına kıyasla HSPA7 mRNA ekspresyonu çok yüksek bulunmuştur.

HSPA7, ısı şoku 70 kDa protein 7'yi (HSP70B) kodlaması beklenen tek bir ekson genidir. İşlevsel bir gen olduğunu ve mRNA'sının kopyalanabileceğini gösteren kanıtlar vardır, ancak HSP70B proteininin potansiyel işlevi hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu çalışmada SMA hastası yenidoğan ve bebeklerde serum HSP70B proteini 6.9 ila 26.2 ng/ml arasında değişen konsantrasyonlarda saptanmıştır. Serum HSP70B protein düzeyi ile nöron hasarı göstergesi olan nörofilamentler arasındaki korelasyonu araştıran analiz sonucunda pozitif korelasyon saptanmıştır.

Sonuç

Bu yeni bulgular, SMA hastası yenidoğan ve bebeklerde artmış sistemik HSP70B düzeyini ve intron retansiyonunu göstermektedir. Dolaşımdaki HSP70B düzeylerinin ELISA yöntemi ile kesin ölçümü yapılabildiğinden, bunun moleküler ve gen tedavisinin etkilerini saptamak amacıyla SMA hastalarının rutin izlem analizine eklenmesine karar verilmiştir. Yaşamın erken dönemlerinde SMA ilerlemesini izlemek için yeni bir biyolojik gösterge olabilecek HSP70B düzeyini araştıran başka çalışmalar yapılması önerilmektedir.