Possible diagnostic markers for Mucopolysaccharidoses; Cathepsin-D, Galectin-3 and Chitotriosidase

Mukopolisakaridozlar için muhtemel tanısal belirteçler; Katepsin-D, Galektin-3 ve Kitotriosidaz

Pelin ERGUN,Mehtap KAĞNICI,Sema KALKAN UÇAR,Mahmut ÇOKER,Yasemin AKÇAY,Eser Yıldırım SÖZMEN

Abstract

Objective: Mucopolysaccharidoses is a group of inherited lysosomal storage diseases that are manifested by various clinical signs and symptoms (skeletal dysplasia, coarse face, progressive psychomotor retardation, cardiac and lung involvement) due to the deposition of glycosaminoglycans in tissues. Recently it has been shown that the inflammatory response to glycosaminoglycan deposition in leucocytes in animal models of mucopolysaccaridoses has increased. Here, we aimed to investigate some inflammatory markers (galectin-3, cathepsin-D and chitotriosidase) as diagnostic markers in different types of mucopolysaccharidosis and in patients with Gaucher disease and Niemann Pick A/B disease.Methods: Plasma samples were collected from patients with mucopolysaccharidosis (n=25), Gaucher Disease (n=16), Niemann Pick A/B (n=5) and 15 healthy controls. All subjects were under the age of 18 years. Chitotriosidase enzyme activities were determined fluorometrically, cathepsin-D and galectin-3 levels were determined by using the ELISA kit. Results: Chitotriosidase enzyme activities were statistically significantly higher in patients with MPS IV than the control group. Cathepsin-D levels were higher in patients with MPS I, MPS III and MPS IV, galectin-3 levels were higher in patients with MPS I, MPS IV and MPS VI when compared to healthy controls. All three parameters were higher in patients with Gaucher disease and Niemann Pick A/B disease. Conclusion: Elevated levels of galectin-3 in MPS I, MPS IV and MPS VI and elevated levels of cathepsin-D in MPS I, MPS III and MPS VI support the influence of inflammatory process in the pathophysiology of mucopolysaccharidosis and might be promising new biomarkers in the diagnosis with high sensitivity and specificity.

Özet

Amaç: Mukopolisakkaridozlar dokulardaki glikozaminoglikanların birikimi nedeniyle çeşitli klinik belirti ve semptomlar (iskelet displazisi, seyir yüzü, ilerleyici psikomotor gerilik, kalp ve akciğer tutulumu) ile kendini gösteren kalıtsal lizozomal depolama hastalıkları grubudur. Son zamanlarda, mukopolisakaridoz hayvan modellerinde lökositlerdeki glikosaminoglikan birikimine verilen enflamatuvar yanıtın arttığı gösterilmiştir. Bu çalışmada, çeşitli mukopolisakaridoz tipleri ile Gaucher ve Niemann Pick A/B hastalıklarında bazı inflamatuvar proteinleri (galektin-3, katepsin-D ve kitotriozidaz) tanısal belirteç olarak araştırmayı ve bu proteinlerin düzeylerini karşılaştırmayı amaçladık. Yöntem: Mukopolisakaridozlu 25 mukopolisakkaridoz, 16 Gaucher, 5 Niemann Pick A/B hastası ve 15 sağlıklı kontrolten plazma örnekleri alındı. Tüm denekler 18 yaşın altındaydı. Tüm hastalarda kitotriyozidaz enzim aktiviteleri florometrik olarak belirlendi. Kandaki katepsin-D ve galektin-3 seviyeleri, ELISA kiti kullanılarak belirlendi. Bulgular: MPS IV hastalarında kitotriyozidaz enzim aktiviteleri, kontrol grubuna göre istatistiksel olarak daha yüksekti. MPS I, MPS III ve MPS IV hastalarında katepsin-D düzeyleri ve MPS I, MPS IV ve MPS VI hastalarında galektin-3 düzeyleri sağlıklı kontrollerle karşılaştırıldı- ğında daha yüksekti. Gaucher hastalığı ve Niemann Pick A/B hastalarında üç parametrenin hepsi kontrollere göre anlamlı olarak artış göstermişti. Sonuç: MPS I, MPS IV ve MPS VI hastalarında yüksek seviyelerde galektin-3 seviyeleri ve MPS I, MPS III ve MPS VI hastalarında artmış kathepsin-D seviyeleri, mukopolisakaridoz patofizyolojisinde inflamatuvar sürecin etkisini desteklemekte, yüksek duyarlılık ve özgünlük ile tanıda yeni bir biyolojik belirteç olarak kullanılmayı vadetmektedir.