Belépés

Látogatók száma


Ma1
Tegnap33
Ezen a héten106
Ebben a hónapban418
Összesen76654

Az otosclerosis egy ismeretlen etiológiájú komplex megbetegedés, melyet genetikai és környezeti faktorok szofisztikált összjátéka vált ki. Az elmúlt évtizedekben számos próbálkozás történt további etiológiai tényezők azonosítására, hogy feltérképezhetővé váljon a betegség patomechanizmusa.

 Ábra 20

 

Genetika

Otosclerosisban szenvedő betegek családi halmozódása már régóta elfogatottnak számít. A betegség genetikai determinációjának legimpozánsabb bizonyítékát klinikai otosclerosisos monozigóta ikrek szolgáltatják, akiknél a konkordancia szinte minden esetben megfigyelhető. Számos öröklődési módot indítványoztak már, azonban manapság az otosclerosist egyetemesen autoszómális dominánsan öröklődő betegségnek tartják 40-45%-os inkomplett penetranciával. Az inkomplett penetrancia jelensége a betegek egy részénél a betegség-asszociált genotípus mellett nem manifesztálódó jelleget jelenti. Az esetek nagyjából felében a betegség előfordulása sporadikus módon, azaz pozitív családi anamnézis nélkül jelentkezik.

Több stratégia létezik a különféle betegségek genetikai hátterének felderítésére. A kapcsoltsági tanulmányok a betegséget okozó gén azonosítása érdekében hatalmas, több generációs családokat tesznek górcső alá és analizálják azok genetikai állományát. Ezzel szemben az asszociáción alapuló tanulmányok egy heterogén populációban keresik a kapcsolatot bizonyos gének és a kiszemelt betegség között.

Kapcsoltsági tanulmányokat használnak a betegségek Mendeli szegregációért felelős genetikai faktorainak azonosításához. Hatalmas otosclerosisos családok esetén néhány száz vagy néhány ezer genetikai markert analizálnak, hogy meghatározhassák, melyik kromoszóma régióban található a betegség kialakulásáért felelős gén. Ezután a felfedezett kromoszóma régión belül hosszantartó és aprólékos munkával azonosítják a betegségért felelős gént. Napjainkig, a genetikai kapcsoltsági tanulmányok összesen tíz különböző otosclerosissal összefüggésben álló lókusz (OTSC1-10) létezését demonstrálták. Annak ellenére, hogy ezeket a lókuszokat feltérképezték, sem kiváltó gént, sem fehérje terméket nem sikerült idáig identifikálni. Ugyanakkor képtelenek voltak összefüggést kimutatni kapcsoltsági tanulmányok segítségével az otosclerosis és az AB0, MN, Rh vércsoportok és a különféle haptoglobin genotípusok között

Asszociáción alapuló tanulmányok segítségével az otosclerosis és az MHC I (major histocompatibility complex) molekula között is felmerült a kapcsolat, ahogy számos autoimmunnak tartott betegség esetében is. Noha az MHC I antigének egyik osztályának sem tudták emelkedett prevalenciáját kimutatni, a HLAB40 előfordulási gyakorisága szignifikánsan alacsonyabbnak bizonyult otosclerosisos betegekben, mint egészséges donorokban. A HLA rendszer fehérje antigéneket prezentál a T-sejteknek, így kimagaslóan fontos szerepet játszik az immunrendszer működésében.

Az otosclerosis kollagén-hipotézise szerint az I-es típusú kollagén A1 és A2 alléljeinek (COL1A1 és COL1A2) promóter régiójában bekövetkező mutációk vagy SNP-k („single nucleotide polymorphism”) állhatnak a betegség hátterében. A kollagén molekula egy evolúcionálisan meglehetősen változatlan, fibrillum-képző molekula, mely két α-1 és egy α-2 láncból álló „hármashélixet” alkot. Elsőként McKenna és mtsai találtak összefüggést klinikai otosclerosisos páciensek és a COL1A1 mutációi között, melyből feltételezésük szerint az otosclerosis esetleg oszteogenezis imperfecta vagy oszteoporózis lokalizált manifesztációja lenne. A későbbiek során ugyanez a kutatócsoport ugyancsak klinikai otosclerosisban szenvedő betegek bőréből származó fibroblaszt sejtkultúrákon tanulmányozta a COL1A1 mRNS expresszió mértékét. Az oszteogenezis imperfektával ellentétben, az alanyok igen kis hányadában detektáltak alacsonyabb allél expressziót. Más vizsgálatokban a COL1A1 allél első intronjának Sp1 része hasonlóságot mutatott az oszteoporózisban találtakhoz. Az eddigiekkel szöges ellentétben Rodriguez és mtsai nem tudták megerősíteni a COL1A1 és COL1A2 szerepét az otosclerosis etiopatogenezisében. Végül Chen és mtsai azonosítottak protektív és hajlamosító COL1A1 gén haplotípusokat, amelyek kaukázusi fehér populációban szignifikáns módon összefüggést mutattak az otosclerosissal. Kutatócsoportunk szövettanilag igazolt otosclerotikus stapes talpakat vizsgálva megállapította, hogy nem jelenik meg a kontrolltól eltérő I-es típusú kollagén α-1 és α-2 lánc expresszió, emellett ugyancsak nem található patológiás COL1A1 és COL1A2 variáns RT-PCR-rel. Véleményünk szerint az I-es típusú kollagén nem felelős az otosclerosis kialakulásáért.

A TGF-β1 egy univerzálisan elterjedt citokin, amely szerepet játszik különböző gyulladásos betegségekben és esetlegesen az otosclerosis patogenezisében is. Nagy beteganyagot felölelő belga, holland és francia populációk analízise alapján a TGF-β1 gén T263I SNP-je statisztikailag szignifikáns összefüggésben áll az otosclerosissal. Az újonnan ismertetett variáns a 263. aminosavban különbözik a TGF-β1 fehérjétől. Thys és mtsai eredményei szerint a TGF-β1 I263 variánsa biológiailag aktívabb a T263 allélnél, és eme variáns protektív természetű az otosclerosis manifesztációjával szemben. Elképzelhető, hogy gátolja az oszteoklasztokat és megakadályozza a betegség korai fázisában jellemző csontreszorpciót. Nemzetközi összefogásban, kutatócsoportunk elsőként párosított asszociációs tanulmányhoz szövettanilag megerősített stapes talpakat, melyek alapján a vizsgálat SNP-kből úgy tűnik, hogy a TGF-β1 mutációja (rs1800472 vagy T263I) szerepet játszik az otosclerosis etiopatogenezisében.
Az „embrionális porc reaktiválódásának” hipotézise szerint az emelkedett BMP aktivitás szintén szerepet játszhat az otosclerosis patogenezisében. A TGF-β szupercsaládba tartozó BMP-k növekedési faktorok, melyek részt vesznek az enkondrális csontosodásban, az új csontfelépítésben és helyreállító mechanizmusokban. Lehnerdt és mtsai otosclerotikus stapes talpakban immunhisztokémiai vizsgálatokkal szignifikánsan magasabb BMP 2, 4 és 7
expressziót detektáltak. Továbbá azt is megfigyelték, hogy az elöbbiekben említett BMP-k hatása a BMPR-1B-n és BMPR-2-n keresztül közvetítődik. A későbbiek során Schrauwen és mtsai nem meglepő módon szignifikáns összefüggést találtak klinikai otosclerosis és BMP 2 és 4 expresszió között. Két otosclerosis-asszociált SNP-ről számoltak be a BMP 2 és 4 génjeiben, melyből a BMP izoformák lehetséges kockázatnövelő szerepére hívták fel a figyelmet. Az első nem-kódoló SNP rs3178250 (BMP2) a 3’ nem-kódoló régióban helyezkedik el, míg a második rs17563 (BMP4) aminosav cseréhez vezet a BMP4-ben, mely szorosan korrelál az otosclerosis előfordulásával. Racionális módon érthető, hogy a csontképződésnek a BMP-k és a TGF-β is kulcs regulátorai, ráadásul a BMP és a TGF-β útvonalakban számos összefonódás figyelhető meg, melyek néhol ellentétes kölcsönhatásokat eredményeznek a két fehérje csoport között. Kutatócsoportunknak ugyancsak szövettanilag megerősített otosclerotikus stapes talpakból az irodalmi adatokkal megegyezően sikerült detektálnunk immunfluoreszcens vizsgálattal BMP 2, 4 és 7-et, ezenfelül elsőként számoltunk be a BMP 5 fokozott expressziójáról otosclerosisos stapes taplakban. Elképzelésünk szerint a BMP-k a lítikus folyamat utáni regenerációban játszanak nélkülözhetetlen szerepet.

A RELN gén és annak polimorfizmusai is szóba kerültek az otosclerosis genetikai hátterével kapcsolatban. A RELN gén egyetlen extrém nagyméretű extracelluláris mátrixfehérjét kódol, melyet reelin-ként aposztrofálnak. A reelin egy speciális „decoy” receptor, mely szinte kizárólag neuronális elemekben fordul elő és az emberi agy fejlődésesorán sok más egyéb mediátorokkal együtt szabályozza az idegsejtek migrációját és a szinapszisképződést. Van Camp hívta fel először a figyelmet a RELN SNP-inek lehetséges szerepére az otosclerosis etiológiájában, majd Schrauwen és mtsai teljes genomot lefedő asszociációs tanulmányt végeztek, amelyben 550000 SNP-t vizsgáltak a klinikai otosclerosissal összefüggésben. Eredményeik alapján két otosclerosissal szorosan asszociált SNP-ről számoltak be, majd érdekes módon igazolták a RELN mRNS jelenlétét és a reelin fehérje expressziót a belsőfülben és az egészséges emberi stapes talpban is. Ezt követően több szerző klinikailag otosclerotikus beteganyagot vizsgálva összefüggést mutatott ki az otosclerosis és a RELN SNP-k allélheterogenitása között. Kutatócsoportunk szövettanilag igazolt stapes talpak analízise során RELN-specifikus mRNS-t nem tudott RT-PCR-rel kimutatni, azonban immunfluoreszcens próbával minimális reelin fehérje expressziót detektáltunk. Meglátásunk szerint a reelin fehérje embrionális fejlődésben játszott szinapszis képző szerepe miatt lehet jelen a neuronális elemekkel körülvett otikus kapszulában, azonban aktív mRNS átírás nem történik.

Újabban a renin-angiotenzin-aldoszteron rendszert (RAAS) is belekeverik az otosclerosis patogenezisébe. A RAAS elsősorban a vérnyomás szabályzásban és a volumen háztartásban játszik nélkülözhetetlen szerepet, azonban kimutatták, hogy az angiotenzin II elősegíti a TNF-α expressziót, és ezúton kapcsolták össze az aktív otosclerosisban megjelenő TNF-α túlprodukcióval. Több gén polimorfizmusát tárták napvilágra (AGT M235T-t, ACEI/ D-t és AT-IR A/C1166), melyek összefüggésbe hozhatóak a betegséggel. Kezdetben ellentmondásos információk láttak napvilágot, így kutatócsoportunk szövettanilag megerősített stapes talpakon végzett kísérleteket, melyek alapján nem tudtunk összefüggést kimutatni a RAAS expresszió és az otosclerosis között, így úgy gondoljuk, hogy a RAAS nem tehető felelőssé az otosclerosis kialakulásáért.

 

 

Környezeti tényezők

Az utóbbi évtizedekben komoly figyelem fordult az otosclerosis virális eredete felé, miszerint különböző vírusok (kanyaró, mumpsz, rubeola, herpesz szimplex vírus 1) szerepet játszhatnak a betegség patogenezisében. Manapság egyre inkább úgy tűnik, hogy az otosclerosis egy perzisztáló kanyaróvírus fertőzés következménye. A kanyaróvírus egy Paramyxovírus családba tartozó RNS vírus, melynek örökítőanyaga negatív egyszálú RNS. Neuraminidáza nincs, azonban tartalmaz a scyntitium képzésben résztvevő fúziós fehérjét,valamint haemagglutinit és haemolizint. Nukleoprotein és mátrix protein szükséges a virális RNS stabilizációjához és replikációjához. 1986-ban McKenna és mtsai elektronmikroszkóppal analizáltak otosclerotikus szövetmintákat, mely során Paramyxovírus nukleokapszidra emlékeztető pleomorf filamentózus struktúrákat azonosítottak oszteoblaszt sejtekben. Egy évvel később aktív otosclerotikus gócban nagy koncentrációban figyeltek meg IgG antitesteket, szemben a normális csontot tartalmazó stapes mintákkal, ahol az IgG antitestek és vírus antigének hiányoztak. Érdekes módon alacsonyabb kanyaróvírus-ellenes IgG szinteket észleltek az otosclerotikus betegek szérumában, mint az egészséges kontrollokban. Jelen megfigyelés előnyös lehet a preoperatív diagnózis felállításában85. Egy évtizeddel később kutatócsoportunk figyelemre méltó mennyiségű otosclerotikus stapes talp segítségével igazolta kanyaróvírus egyértelmű jelenlétét és azonosította CD46 (kanyaróvírus humán sejteken előforduló receptora), CD51/61 (oszteoklaszt funkcionális antigén), TNF-α és osteoprotegerin jelenlétét12. Egy nemrég megjelent közlemény a kanyaróvírus és az otosclerosis között direkt ok-okozati összefüggést elemezte, miszerint az kanyaróvírussal szemben vakcinált populációban alacsonyabb az otosclerosis incidenciája, mint a nem átoltott populációban. Korábban már említésre került, hogy a CD46 molekula a kanyaróvírus humán celluláris receptora, amelyet membrán kofaktor proteinnek (MCP) is neveznek. A CD46 kofaktor aktivitása során a C3b és C4b komplement komponensek inaktiválásával védi a gazdaszervezetet a komplement rendszer okozta károsodásoktól. A CD46 mRNS egyetlen génről íródik át, mely poszt-transzlációs módosuláson megy át alternatív splicing (mRNS poszt-transzlációs módosulása, melynek lényege, hogy egy adott génről átíródott mRNS számos fehérjét kódolhat, melyek keletkezése akár egy időben is történhet) során. Utóbbi jelenség megdöntötte az „egy gén egy fehérje” hipotézist. A CD46 az összes humán sejtfelszínén manifesztálódó I. típusú transzmembrán glikoprotein, melynek eddig összesen tizennégy alternatív splicing variánsa ismert. Kutatócsoportunk korábbi kísérletei során szignifikánsan emelkedett CD46 expressziót detektált immunfluoreszcens vizsgálattal otosclerotikus stapes talpakban. Ráadásul négy új CD46 alternatív splicing variánst sikerült kimutatnunk otosclerosisos stapes talpakból, melyeket os1, os2, os3 és os4-nek neveztünk. Az egyes variánsok izoformáit fehérje-szinten is sikerült azonosítanunk. Jelen izoformák rövidebb vagy hiányzó transzmembrán domain-nel rendelkeznek és egy egészen ritka citoplazmatikus farokkal, amelyhez megváltozott jelátvitel társul. Emellett a kanyaróvírus kötő képességük változatlan. Következésképpen az otosclerosis specifikus CD46 izoformák és azok megváltozott funkciói szolgálhatnak magyarázatul az otosclerosis
organotropizmusára, a virus-asszociált etiológiára és az autoimmun-gyulladásos patogenezisre.

A különféle fluorid derivátumok a kóros csontátépülés potens antagonistái, azaz deprimálják az oszteoklaszt aktivációt és a következményes oszteolízist. Oszteoporózisban a fluorid feltartóztatja a csontfogyást és stabilizálja a Paget-kór progresszióját anélkül, hogy befolyásolná a csonttörések incidenciáját. Az emberi szervezetben a D- és az A-vitamin szintek is befolyásolják a csontanyagcserét, ezáltal befolyásolhatják az otosclerosis kialakulását és patogenetikai tényezőnek számíthatnak.

A nemi hormonok szerepét több tényező is alátámaszthatja az otosclerosis patogenezisében. Elsőként hangsúlyozandó, hogy epidemiológiai adatok szerint 2-3-szor annyi nő szenved otosclerosisban, mint férfi. Mindemellett azt a régóta érvényben lévő észrevételt sem szabad elfelejteni, hogy a betegség tünetei gyakorta látványosan romlanak különféle hormonális változásokra (terhesség, laktáció, abortusz, menopauza, antikoncipiens használat). Ebből az is következik, hogy az ösztrogén-progeszteron-prolaktin rendszer eltérései közreműködhetnek az otosclerosis kialakulásában és progressziójában. Az ösztrogén csökkenti az oszteoklasztok aktivitását és indukálja azok apoptózisát. Továbbá a prolaktin felszabadulás hatékony stimulátorai az ösztrogének és a progesztagének, melyek termelődése kapcsán a csontok ásványi anyag tartalmának csökkenésével jellemezhető hiperprolaktinémia jön létre. Kísérletes tanulmányok szerint a RANKL termelést a prolaktin csökkenti, míg az OPG fokozza. Mindemellett a hiperprolaktinémia összefügg a terhességgel és a tejelválasztással, mely alapjául szolgálhat az otosclerosis fokozott kockázatának ikerterhességben. Ezenfelül az ösztrogén-indukált hiperprolaktinémia az OPG védő szerepének gátlásával ellenállhat az ösztrogén hatásának. Ez lehet a magyarázat arra, hogy az orális fogamzásgátlók alkalmazása és a hormonpótló kezelések miért növelhetik az otosclerosis manifesztációjának rizikóját.
A parathormon (PTH) elsődleges feladata a csontreszorpció és a generalizált oszteolízis létrehozása, miközben antagonizálja a D-vitamin és a kalcitonin balanszírozó hatását70. Fano és mtsai otosclerosisos sejtkultúrákban szignifikánsan alacsonyabb PTH expressziót mutattak ki a kontrollokhoz képest D3-vitamin stimulációra. Következésképpen a PTH-ra adott abnormális sejtválasz hozzájárulhat az otosclerosisban előforduló patológiás
csontremodellációhoz a receptorok deszenzibilizációja vagy a csökkent receptor expresszió által. Ugyanezen logika alapján az ellenkező hatást kiváltó kalcitonin is potenciális szerpet játszhat az otosclerosis patogenezisében.
A „dystrophic dysplasia” szulfát transzporter (DDST) a szulfát adszorpcióban és readszorpcióban játszik szerepet a csontátépülés szabályzása során. Grayeli és mtsai fokozott DDST aktivitást detektáltak otosclerosisban, azonban otosclerosisos szövettenyészetekben az mRNS expressziós ráta normálisnak bizonyult. Mindemellett a DDST aktivitás jelentős korrelációt mutat az otosclerosisban előforduló szenzorineurális halláscsökkenés súlyosságával

 

 

Autoimmunitás

Az otikus kapszula ellen létrejött autoimmun reakció is felmerült az etiológiai tényezők sorában, azonban mindmáig igen ellentmondásos eredmények állnak rendelkezésünkre. Elképzelhető, hogy az otikus kapszula globuli interossei rétegében megbújó embrionális porcmaradványokban előforduló II-es típusú kollagén ellen létrejött autoimmun reakció játszik meghatározó szerepet az otosclerosis kifejlődésében. Yoo és mtsai II-es típusú kollagén elleni autoantitesteket mutattak ki otosclerosisos betegek szérum mintáiból. Ezt követően többen próbálták alátámasztani eredményeiket sikertelenül. A későbbiek során megerősítést nyert, hogy az autoantitestek koncentrációja csak az előrehaladott betegségben szenvedők szérumában emelkedik meg. Végül több kutatócsoportnak is sikerült otosclerosisos betegek szérumából fokozott II-es és IX-es típusú kollagén ellen termelt autoantitesteket detektálni, egészséges kontrollokkal ellentétben. Továbbá a betegek szérumában talált össz antinukleáris antitest (ANA) koncentráció jól korrelált a szenzorineurális halláscsökkenés súlyosságával38. Ugyanakkor, patkányokban előidézett II-es típusú kollagénspecifikus autoimmun reakció az otikus kapszulában
otosclerosisra kimondottan emlékeztető lítikus csontléziókat hoz létre, így az utóbbi kísérlet bizonyos keretek között megfeleltethető lehet az otosclerosis állatmodelljének. Sajnálatos módon ez utóbbi vizsgálat eredményét egyetlen kutatócsoport sem tudta reprodukálni.