Role of mannose-binding lectin in the development of preeclampsia

Knyazeva I.P., Galina T.V., Radzinsky V.E., Samokhodskaya L.M.

Laboratory of Gene and Cell Technologies, Faculty of Fundamental Medicine, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow; Department of Obstetrics and Gynecology with a Course of Perinatology, People’s Friendship University of Russia, Moscow
Objective: to define the role of MBL2 codon 34 polymorphism in the development of gestosis.
Subjects and method. A study group included 78 patients with gestosis and 77 women with physiological pregnancy formed a control group. The diagnosis of gestosis was made according to the Goecke scale modified by G.M. Savelyeva.
MBL2 codon 34 polymorphism was analyzed using polymerase chain reaction/restriction.
Results: In our study, homozygotes for allele A were significantly less common in the women with gestosis than those in the controls (59 and 76.6%, respectively; p = 0.0252). The variant allele was associated with the development of gestosis (26.9 and 15.6 % in the study and control groups, respectively; p = 0.0181), which was also confirmed by comparing the frequency of hetero- and homozygous variant alleles (AB + BB) in the women with gestosis and in the control group (41 and 23.4%, respectively, p = 0.00252).
Conclusion: The maternal carriage of the mutant MBL allele may lead to reduced MBL levels and hence to inadequate utilization of trophoblast fragments, to increased tumor necrosis factor production, by giving rise to a systemic inflammatory response and endothelial dysfunction.

Keywords

gestosis
mannose-binding lectin
innate immunity
single-nucleotide polymorphism

Согласно современным представлениям, гестоз определяют как генетически детерминированную недостаточность процессов адаптации материнского организма к новым условиям существования, которые возникают с развитием беременности. Состояние иммунной системы матери играет значительную роль для благоприятного исхода беременности, а дисфункция эндотелия рассматривается как ведущее звено в развитии гестоза.

Маннозосвязывающий лектин (mannose-binding lectin – MBL) – белок плазмы крови, синтезирующийся в печени, является составной частью иммунной системы. MBL связывается с фрагментами углеводов микроорганизмов и активирует систему комплемента через лектиновый путь. В дополнение к активации комплемента белок имеет несколько различных функций, включая стимулирование комплемент-независимого опсоно-фагоцитоза, модуляцию воспаления и стимулирование апоптоза [5].

Ген MBL (MBL2) находится на 10-й хромосоме и представлен четырьмя экзонами. Наиболее распространенным среди европеоидной расы является полиморфизм codon 34, расположенный
в первом экзоне, вариантный В-аллель которого обеспечивает пониженный уровень белка MBL в
крови матери [7].

MBL представлен в эндотелии спиральных артерий и в основном локализован в сосудах, содержащих эндоваскулярный трофобласт [1]. Следовательно, он может иметь значение в модулировании иммунных и воспалительных процессов во время беременности.

Целью нашего исследования явилось изучение полиморфизма MBL2 codon 34 у женщин славянской народности, перенесших гестоз во время беременности по сравнению с женщинами, имевшими физиологическое течение беременности.

Материал и методы исследования

Были исследованы 77 родильниц с нормально протекавшей беременностью и 78 родильниц, у которых во время беременности развился гестоз.

Критерии включения для контрольной группы: физиологическое течение беременности, родов и послеродового периода; доношенная беременность сроком 37–42 нед с нормальной массой плода;
одноплодная беременность; отсутствие симптомов гестоза; оба родителя принадлежат к европеоидной расе (славянам); удовлетворительный социально-экономический уровень жизни семьи.

Критерии включения для группы гестоза: наличие у беременных симптомов гестоза различной степени тяжести («чистый» гестоз); одноплодная беременность; оба родителя принадлежат к славянам; удовлетворительный социально-экономический уровень жизни семьи. Критерии исключения для группы контроля: экстрагенитальные заболевания и наличие специфических инфекций; фетоплацентарная недостаточность и задержка роста плода во время настоящей беременности; гестоз в анамнезе (и в анамнезе близких родственниц).

Критерии исключения для женщин с гестозом: сопутствующие экстрагенитальные заболевания, диагностированные вне беременности; наличие специфических инфекций; нейроинфекции, черепно-мозговые травмы в анамнезе; нейродегенеративные заболевания, опухоли головного мозга; наличие у плода аномалий развития; вредные привычки женщины (курение, злоупотребление алкоголем, наркотиками).

Критерии диагноза «гестоз»: артериальная гипертензия (повышение систолического давления >135 мм рт. ст., диастолического >85 мм рт. ст.), при гипотензии – увеличение систолического давления на 30 мм рт. ст. и более от исходного до беременности, а диастолического – на 15 мм рт. ст. и выше; протеинурия – от 300 мг/сут; отеки ног, рук, живота, лица (не пропадают после ночного отдыха), патологическая прибавка массы тела (>350 г за неделю, неравномерно).

Беременные основной и контрольной групп были сопоставимы по возрасту, числу беременностей и родов в анамнезе.

Для генетического исследования выполнялась экстракция геномной ДНК на сорбенте из лимфоцитов периферической цельной крови при помощи коммерческого набора «ДНК-сорб-В» («АмплиСенс», Москва).

Характеристика исследованных аллельных вариантов гена MBL2 приведена в табл. 1. Определение аллельных вариантов гена MBL2 codon 34 проводили методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) при помощи амплификатора «Mastercycler gradient» («Eppendorf», Германия). Нуклеотидные последовательности искомых фрагментов генов выбирали из интернет-баз «Nucleotide» и «Ensembl» (США). Праймеры, необходимые для проведения ПЦР этих фрагментов, подбирали с использованием программы «BLAST» (NCBI, США). Были использованы следующие последовательности праймеров:
5’-AGGACAGAGGGCATGCTC-3’ 5’-CAGGCAGTTTCCTCTGGAAGG-3’.

Таблица 1. Характеристика исследованного гена MBL2 и его аллельных вариантов.

Полученные ампликоны были обработаны эндонуклеазой AccB1I, согласно рекомендациям фирмы-изготовителя («Fermentas», США). Для электрофореза и визуализации результатов продукты амплификации и рестрикции разделяли в 2% агарозном геле, окрашенном водным раствором бромистого этидия (0,1 мкг/мл). Результаты анализа фиксировали с помощью системы видео-гельдокументации «Versa Doc RG 3000» («Bio-Rad», США). Нормальный (дикий) тип аллеля (аллель А)
был разрезан эндонуклеазой на два фрагмента размерами 260 bp и 89 bp, вариантный (мутантный)
аллель (аллель В) остался неразрезанным. Достоверность значений определялась в программе Statistica с использованием четырехпольных таблиц при подсчете значения p по точному двустороннему тесту Фишера.

Эксперименты соответствовали этическим стандартам биоэтического комитета НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН, разработанной в соответствии с Хельсинкской декларацией «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г. и «Правилами клинической практики в РФ», утвержденными приказом Минздрава РФ от 19.06.2003 №266. Все лица, участвующие в исследовании, дали письменное информированное согласие на участие в нем.

Результаты исследования и их обсуждение

В результате исследования было получено, что гомозиготы по аллелю А статистически значимо реже встречаются у женщин с гестозом по сравнению с контрольной группой (59 и 76,6% соответственно, р=0,0252) (табл. 2). Доля гетерозигот значительно выше в основной группе по сравнению с контролем, но без статистической значимости (28,2 и 15,6% соответственно, р=0,08). Количество гомозигот по аллелю В также статистически недостоверно выше у женщин, перенесших гестоз, по сравнению с контрольной группой (12,8 и 7,8% соответственно, р=0,4295). Однако вариантный аллель ассоциирован с развитием гестоза (26,9% при гестозе и 15,6% в контрольной группе, р=0,0181), что также подтверждается при сравнении частоты встречаемости гетеро- и гомозигот по вариантному
аллелю (АВ+ВВ) среди женщин с гестозом и в контрольной группе (41 и 23,4% соответственно,
р=0,00252).

Таблица 2. MBL2 codon 34 полиморфизм у женщин с гестозом по сравнению с контролем.

Полученные данные идут вразрез с данными венгерских исследователей, где гомозиготность по аллелю дикого типа гена маннозосвязывающего лектина (MBL2) в 54-м кодоне наиболее характерна для женщин с гестозом и Hellp-синдромом. Вариантный B аллель превалировал среди здоровых беременных женщин [3]. Так, по данным I. Sziller (2007) сниженная способность к MBL-опосредованной активации комплемента также может ограничивать комплемент-опосредованное уничтожение полуаллогенных фетальных клеток во время беременности и тем самым изменять вероятность развития преэклампсии
и Hellp-синдрома [3]. I. Sziller и соавт. выдвинули предположение, что экспрессия отцовских антигенов на клетках плода может вызывать активацию материнского каскада комплемента по пути MBL, которая вносит свой вклад в разрушение клеток трофобласта фетоплацентарной системы. Компоненты комплемента присутствуют на клетках плода, в плаценте в децидуальных спиральных артериях и при
нормальной беременности, однако у женщин с гестозом в плаценте отмечено значительное увеличение отложения ранних и поздних компонентов комплемента. Таким образом, чрезмерное
MBL-опосредованное повреждение трофобласта ухудшает его инвазию в спиральные артерии при
имплантации. Носительство матерью мутантного аллеля MBL может привести к снижению уровня MBL и, следовательно, к уменьшению способности к комплемент-зависимому лизису клеток трофобласта через путь MBL [3].

По данным N.G. Than и соавт. (2008), средний уровень белка MBL в плазме матери выше у женщин с гестозом по сравнению с женщинами с нормальной беременностью [4]. Однако полиморфизм гена MBL в данном исследовании не исследовался, следовательно, не представляется возможным оценить, насколько данное повышение уровня MBL связано с генетическими особенностями данного белка.

С другой стороны, по данным датских исследователей, женщины с привычным поздним прерыванием беременности (ПППБ) имеют генотип MBL2, ассоциированный с дефицитом данного белка (26,7% у женщин с поздними выкидышами и 12,5% у контрольной группы, р<0,02). А среди 38 пациенток с идиопатическим ПППБ 36,8% являются носителями генотипа MBL2, кодирующего низкую продукцию белка, что значительно выше по сравнению с контролем (р=0,001) [2].

Более того, авторы выявили, что у женщин с дефицитом данного белка в результате полиморфизма MBL2 codon 34 дети имеют более низкую массу при рождении по сравнению с детьми женщин без мутации. Дефицит MBL у женщин с привычным невынашиванием был ассоциирован со значительной задержкой роста плода при доношенной беременности [2].

Это дало основание авторам сделать вывод, что в результате дефицита MBL страдает плацента, MBL модулирует воспаление путем очищения плазмы крови от обломков клеток после апоптоза, регулирует уровень фактора некроза опухоли (ФНО). Известно, что с увеличением гестационного срока в крови матери увеличивается количество обломков клеток трофобласта в результате апоптоза этих клеток. При недостаточности функции MBL не происходит адекватного очищения плазмы крови от этих обломков, а также увеличивается уровень ФНО, который в свою очередь увеличивает апоптоз трофобласта. В результате происходит повреждение эндотелия и развивается системный воспалительный ответ [2].

Эта же гипотеза поддерживается и голландскими исследователями. По данным Van de Geijn и соавт. (2007), нет ассоциативной связи гестоза с генотипами MBL, однако генотипы с низкой продукцией MBL могут рассматриваться как модификаторы гестоза. Таким образом, MBL может участвовать в моделировании воспаления плаценты, обеспечивая удаление остатков клеток после их апоптоза [6].

Схожие данные были получены и бразильскими исследователями, где генотипы, связанные с низкой продукцией белка MBL, ассоциированы с развитием гестоза у беременных женщин [8].

Заключение

Таким образом, с увеличением гестационного срока в крови матери увеличивается количество апоптотических клеток трофобласта. MBL в свою очередь очищает плазму крови от обломков клеток после апоптоза, а также регулирует уровень ФНО.

Во время гестоза в результате ишемии/реперфузии плаценты наблюдается повышенный выброс обломков клеток трофобласта после апоптоза в кровоток матери по сравнению с физиологической беременностью. При недостаточности функции MBL в результате генотипически обусловленного MBL-дефицитного состояния не происходит адекватной утилизации этих обломков, повышается уровень ФНО, который в свою очередь вызывает апоптоз трофобласта, замыкая порочный круг, и развивается системный воспалительный ответ.

Можно сделать вывод, что гестоз – это мультифакторное, полигенетически обусловленное осложнение беременности. Для прогноза данного заболевания следует разрабатывать индивидуальный подход для каждой женщины с учетом ее генотипа, образа жизни, а также определенных факторов окружающей среды. Данное исследование показывает, что среди славянских женщин носительство мутантного аллеля гена MBL2 codon 34 увеличивает шанс развития у них гестоза в 2 раза. Полиморфизм MBL2 codon 34 имеет значительную ассоциацию с развитием гестоза. Однако для более точного и детального заключения о роли полиморфизма MBL2 codon 34 в развитии гестоза следует провести исследование, используя большую выборку исследуемых групп. А также рассмотреть данный полиморфизм в связке с другими генетическими маркерами, способными прогнозировать развитие гестоза, для оценки более полного генетического риска данного заболевания.

References

1. Bulla R., Bossi F., Agostini C., Tedesco F. The multiple functions of the complement system in pregnancy // Am. J. Reprod. Immunol. – 2006. – Vol. 56. – P. 24–25.
2. Christiansen O.B., Nielsen H.S., Lund M. et al. Mannose-binding lectin-2 genotypes and recurrent late pregnancy losses // Human Reproduction – 2009. – Vol. 24, № 2. – P. 291–299.
3. Sziller I., Babula O., Hupuczi P. et al. Mannose-binding lectin (MBL) codon 54 gene polymorphism protects against development of pre-eclampsia, HELLP syndrome and pre-eclampsia-associated intrauterine growth restriction // Mol. Hum. Reprod. – 2007. – Vol. 13, № 4. – P. 281–285.
4. Than N.G., Romero R., Erez O. et al. A role for mannose-binding lectin, a component of the innate immune system in preeclampsia // Am. J. Reprod. Immunol. – 2008. – Vol. 60, № 4. – P. 333–345.
5. Turner M.W. The role of mannose-binding lectin in health and disease // Mol. Immunol. – 2003. – Vol. 40. – P. 423–429.
6. van de Geijn F.E., Dolhain R.J., van Rijs W. et al. Mannose-binding lectin genotypes and pre-eclampsia: a case-control study // Hum. Immunol. – 2007. – Vol. 68, № 11. – P. 888–893.
7. Vardar F., Pehlivan S., Onay H. et al. Association between mannose binding lectin polymorphisms and predisposition to bacterial meningitis // Turk. J. Pediatr. – 2007. – Vol. 49, № 3. – P. 270–273.
8. Vianna P., Da Silva G.K., Dos Santos B.P. et al. Association between mannose-binding lectin gene polymorphisms and pre-eclampsia in Brazilian women // Am. J. Reprod. Immunol. – 2010. – Vol. 64, № 5. – P. 359–374.

About the Authors

Knyazeva Inessa Pavlovna, Postgraduate Student, Faculty of Fundamental Medicine, M.V. Lomonosov Moscow State University
Address: 31/5, Lomonosovsky Prospect, Build. 5, Moscow 117192
Telephone: 8-905-756-30-97, 8(499)726-55-48, 8-906-553-75-11
E-mail: inessa_kn@mail.ru

Galina Tatiana Vladimirovna, Cand. of Med. Sci., Associate Professor, Department of Obstetrics and Gynecology with a Course of Perinatology, Peoples’ Friendship University of Russia (6, Miklukho-Maklai St. Moscow 117198, Russia; tel.: 8(499)360-46-69; e-mail: tatiana.galina1@mail.ru

Professor Radzinsky Viktor Evseyevich, MD, Head, Department of Obstetrics and Gynecology with a Course of Perinatology, Peoples Friendship University of Russia (6, Miklukho-Maklai St. Moscow 117198, Russia; tel.: 8(499)137-48-81; E-mail: radzinsky@mail.ru

Samokhodskaya Larisa Mikhailovna, Cand. of Med. Sci., Senior Researcher, Laboratory of Gene and Cell Technologies, Faculty of Fundamental Medicine, M.V. Lomonosov Moscow State University (31/5, Lomonosovsky Prospect, Moscow 117192, Russia), tel.: 8(495)932-99-04; E-mail: slm61@mail.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.