Omjer S-adenozilmetionina i S-adenozilhomocisteina i polimorfizmi gena za S-adenozilhomocistein hidrolazu u novorođenčadi s prirođenim srčanim greškama i njihovih majki [Concentration of S-adenosylmethionine, S-adenosylhomocysteine and S-adenosylhomocysteine hydrolase gene polymorphisms in newborns with congenital heart diseases and their mothers]

Ninković, Dorotea (2019) Omjer S-adenozilmetionina i S-adenozilhomocisteina i polimorfizmi gena za S-adenozilhomocistein hidrolazu u novorođenčadi s prirođenim srčanim greškama i njihovih majki [Concentration of S-adenosylmethionine, S-adenosylhomocysteine and S-adenosylhomocysteine hydrolase gene polymorphisms in newborns with congenital heart diseases and their mothers]. PhD thesis, Sveučilište u Zagrebu.

PDF Download (4MB)

Abstract

The congenital heart disease is the consequence of complex interaction of more or less known embryological and genetic factors, the environmental factor in the periconceptional period and the mother's lifestyle habits. One of the possible mechanisms is derangement in methylation pathway, both in mothers and in children. This thesis supports the fact that the low aviability of folic acid or vitamin B12 in the periconceptional period and consequent mother’s hyperhomocysteinemia are associated with the risk of having a child with congenital heart disease. The question is whether homocysteine itself is a risk factor or changes in methylation biomarkers S-adenosylmethionine (AdoMet) and S-adenosylhomocysteine (AdoHcy) and methylation potential are responsible for a higher incidence of congenital heart disease. The first hypothesis of this dissertation was that increased plasma concentrations of AdoMet is associated with an increased risk of congenital heart disease, another hypothesis that increased plasma concentrations of AdoHcy is associated with an increased risk of congenital heart disease. The third hypothesis was that newborns with congenital heart disease and their mothers would have decreased methylation ratio compared to referral group. The fourth hypothesis was that newborns with congenital heart disease and their mothers would have a different prevalence of the AHCY rs13043752 and rs41301825 polymorphisms, compared to healthy subjects. In order to reach goals of this study, we included 127 newborns with congenital heart disease and 103 mothers of newborns with congenital heart disease and measured AdoMet and AdoHcy in their plasma by high performance liquid chromatography tandem mass spectrometry and then calculate their methylation potential. The prevalences of polymorphisms rs13043752 and rs41301825 of the AHCY gene were studied in examined group by sequencing AHCY gene exons 2, 3 and 4. In the group of newborns with congenital heart disease we have found statistically significant increased AdoMet compared to the referral group. There was no statistically significant difference in the concentration of AdoHcy. Methylation potential in this group was consequently statistically significantly higher. In the group of mothers of newborn with congenital heart disease we have found statistically significant increased of AdoHcy compared to the referral group, but no statistically significant difference in the concentration of AdoMet. Methylation potential was statistically significantly lower, according to the hypothesis. Increased concentrations of AdoMet or AdoHcy measured in our groups of examinees and statistically significant differences in the methylation potential values in our groups of examinees compared to the reference values point to changed methylation processes which can contribute to the pathogenesis of congenital heart disease. It is explained in the dissertation how changes in methylation potential and the increased concentration of AdoMet and AdoHcy may affect the methylation processes within the cell and contribute to increased risk of congenital heart disease. There was no statistically significant difference in the prevalence of polymorphisms rs13043752 and rs41301825 of the AHCY genes in the study groups compared to healthy subjects, suggesting that they are not associated with increased risk of congenital heart disease. The results of this study indicate that methylation disorders are involved in pathogenesis of congenital heart diseases. Further studies are needed to elucidate the exact mechanism by which disturbed methylation leads to changes in epigenetic programming of genes and other recipients of the methyl group and consequently to higher risk of congenital heart disease and changes in the programming of methylation processes in the fetus.

Abstract in Croatian

Niti jedna prirođena srčana greška, neovisno o složenosti, nije poseban entitet, već je rezultat složene interakcije više ili manje poznatih embrioloških i genskih čimbenika, čimbenika okoline u perikoncepcijskom razdoblju te majčinih životnih navika. Jedan od mogućih mehanizama nastanka jest poremećaj u metilaciji kako u majke, tako i u potomaka. U prilog toj tezi govori činjenica da su manjak folne kiseline i niže koncentracije vitamina B12 u plazmi majke u perikoncepcijskom razdoblju te posljedična majčina hiperhomocisteinemija čimbenici rizika za pojavu prirođene srčane greške u potomaka. Postavlja se pitanje je li homocistein sam po sebi čimbenik rizika ili su promjene koncentracije njegovih prethodnika u ciklusu metionina AdoMet-a i AdoHcy-a te promjene njihovog međusobnog omjera (metilacijskog potencijala) odgovorni za veću pojavnost prirođenih srčanih grešaka. U ovoj je disertaciji prva hipoteza bila da će povišena koncentracija AdoMet-a u plazmi biti čimbenik rizika za pojavu prirođene srčane greške, druga hipoteza da će povišena koncentracija AdoHcy-a u plazmi biti čimbenik rizika za pojavu prirođene srčane greške. Treća hipoteza je bila da će novorođenčad s prirođenom srčanom greškom i njihove majke imati snižen metilacijski potencijal u odnosu na referentnu skupinu. Četvrta hipoteza je bila da će novorođenčad s prirođenom srčanom greškom i njihove majke imati različitu učestalost polimorfizama rs13043752 i rs41301825 gena AHCY u odnosu na zdrave ispitanike. Da bismo provjerili hipoteze i ispunili ciljeve istraživanja testirali smo 127 novorođenčadi s prirođenom srčanom greškom i 103 majke novorođenčadi s prirođenom srčanom greškom i u njih u plazmi metodom tekućinske kromatografije visoke djelotvornosti i tandemske spektometrije masa izmjerili AdoMet i AdoHcy te potom izračunali metilacijski potencijal. Učestalost polimorfizama rs13043752 i rs41301825 gena AHCY ispitali smo sekvenciranje egzona 2, 3 i 4 gena AHCY u 116 novorođenčadi s prirođenom srčanom greškom i u 94 majki novorođenčadi s prirođenom srčanom greškom. U skupini ispitanika novorođenčadi s prirođenom srčanom greškom dokazali smo statistički značajno više koncentracije AdoMet-a u odnosu na referentnu skupinu. Nije bilo statistički značajne razlike u koncentraciji AdoHcy-a. Metilacijski potencijal u ovoj skupini bio je posljedično statistički značajno viši. U skupini ispitanica majki novorođenčadi s prirođenom srčanom greškom dokazali smo statistički značajno povišene koncentracije AdoHcy-a u odnosu na referentnu skupinu, a nije bilo statistički značajne razlike u koncentraciji AdoMet-a. Metilacijski potencijal je u skladu s hipotezom bio statistički značajno niži. Povišene koncentracije AdoMet-a odnosno AdoHcy-a koje su izmjerene u ispitivanim skupinama te statistički značajne razlike u vrijednostima metilacijskog potencijala u ispitivanim skupinama u odnosu na referentne vrijednosti upućuju na narušene procese metilacije što može pridonijeti patogenezi prirođenih srčanih grešaka. U disertaciji je obrazloženo na koji način promijenjen metilacijski potencijal te povišene koncentracije AdoMet-a i AdoHcy-a mogu utjecati na metilacijske procese unutar stanice i pridonositi povećanom riziku pojave srčanih grešaka. Nije nađena statistički značajna razlika u prevalenciji polimorfizama rs13043752 i rs41301825 gena AHCY u ispitivanim skupinama u odnosu na zdrave ispitanike, što sugerira da nisu udruženi s povećanim rizikom za pojavu prirođenih srčanih grešaka. Rezultati ovog istraživanja upućuju da poremećaji metilacije sudjeluju u patogenezi prirođenih srčanih grešaka. Daljnja istraživanja su potrebna da se utvrde točni patološki mehanizmi te stupanj poremećaja metilacije koji dovode do promjene u epigenetskom programiranju gena i drugih primatelja metilne skupine i posljedično do pojave prirođene srčane greške i promjene u programiranju metilacijskih procesa u fetusa.

Actions (login required)

View Item

Downloads