FOXP3 mRNA Splice Variants: Potential Biomarkers of Immunosuppression in Kidney Transplant Recipients

Qais Waleed Saleh*

*Kontaktforfatter

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

16 Downloads (Pure)

Abstract

Den aldrende befolkning og stigende prævalens af livsstilsrelaterede kroniske sygdomme, herunder hypertension og diabetes, står bag en forventet stigning i prævalensen af nyresygdomme og terminalt nyresvigt globalt. Nyretransplantation er den bedste behandlingsmulighed for egnede patienter, der lider af terminalt nyresvigt. Imidlertid indebærer nyretransplantation et behov for behandling med en kombination af immunsupprimerende lægemidler. Immunsupprimerende lægemidler skal balanceres hos den enkelte nyretransplantationsmodtager (NTM) for at forhindre afstødning af den transplanterede nyre og minimere risikoen for infektion og alvorlige bivirkninger som f.eks. kræft. Aktuelt er der ingen en klinisk biomarkør, der kan angive den kumulative effekt af immunsupprimerende lægemidler på immunsystemet hos NTM'e.

Den aldrende befolkning og stigende prævalens af livsstilsrelaterede kroniske sygdomme, herunder hypertension og diabetes, står bag en forventet stigning i prævalensen af nyresygdomme og terminalt nyresvigt globalt. Nyretransplantation er den bedste behandlingsmulighed for egnede patienter, der lider af terminalt nyresvigt. Imidlertid indebærer nyretransplantation et behov for behandling med en kombination af immunsupprimerende lægemidler. Immunsupprimerende lægemidler skal balanceres hos den enkelte nyretransplantationsmodtager (NTM) for at forhindre afstødning af den transplanterede nyre og minimere risikoen for infektion og alvorlige bivirkninger som f.eks. kræft. Aktuelt er der ingen en klinisk biomarkør, der kan angive den kumulative effekt af immunsupprimerende lægemidler på immunsystemet hos NTM'e.

I humane T-regulatoriske celler resulterer RNA-splejsning i ekspression af FOXP3 som tre forskellige varianter: fuldlængde FOXP3 (FOXP3fl), som inkluderer alle kodende eksoner; FOXP3, hvor kodende ekson 2 delukkes (FOXP3d2); og FOXP3, hvor kodende eksoner 2 og 7delukkes (FOXP3d2d7). FOXP3fl og FOXP3d2 udgør op til 99 % af alle FOXP3, der produceres i humane T-regulatoriske. For at T-regulatoriske celler skal kunne differentiere og fungere korrekt, skal både FOXP3fl og FOXP3d2 produceres. FOXP3-varianter har muligvis en evne til at indikere graden af immunsuppression hos NTM’e. Denne evne er ikke tidligere blevet undersøgt. I denne ph.d.-afhandling var formålet at udforske potentialet hos FOXP3-varianter som biomarkører for immunsuppression hos NTM'e. For at opnå målet med denne afhandling målte vi niveauer af FOXP3fl-mRNA, FOXP3d2-mRNA, pre-modent mRNA FOXP3 (pre-mRNA FOXP3) og totalt mængde af modent FOXP3-mRNA (Total FOXP3) i perifert blod hos NTM'e transplanteret på Odense Universitetshospital. Inklusionskriterierne bestod af alder over 18 år og evnen til at give informeret samtykke. FOXP3-varianternes
mRNA-niveauer blev målt med kvantitativ revers transskription polymerasekædereaktion i blodprøver, der blev indsamlet før og efter transplantation.

Artikel I
Vi testede hypotesen om lave niveauer af FOXP3-varianter kan afspejle nedsat funktion af T-regulatoriske celler og dermed også afspejle dårligere nyretransplantatfunktion hos NTM'e. Denne hypotese blev testet ved at vurdere, om niveauet af FOXP3-varianter, målt én dag og 29 dage efter transplantation, var forbundet med en nedgang i den estimerede glomerulære filtrationshastighed (eGFR) på mere end 5 ml/min/1,73m2 inden for det første år efter transplantation ved hjælp af multivariabel logistisk regression. Vi inkluderede 333 NTM'e i den endelige analyse, hvoraf 132 havde faldende eGFR. Vi observerede lavere FOXP3fl-niveauer dag 1 efter transplantation hos modtagere med faldende eGFR sammenlignet med modtagere med stabil eGFR (logaritmisk værdi -4,13 [IQR -
4,50 til -3,84] kontra -4,00 [4,32 til -3,74]; p = 0,02). Associationen mellem dag 1 FOXP3fl-niveauer og faldende eGFR var signifikant i multivariabel analyse, der var justeret for potentielle forstyrrende faktorer (Odds forhold (OR) 0,51; 95% konfidensinterval 0,28 til 0,91; p = 0,02). Når dag 1 FOXP3fl-niveauer blev opdelt i kvartiler, havde modtagere med lavere dag 1 FOXP3fl det højeste niveau af
faldende eGFR (p = 0,04). Således konkluderede vi, at lave niveauer af FOXP3flspliced varianter på den første postoperative dag hos NTM’e var forbundet med alvorlig nedgang i eGFR.

Artikel II
Hypotesen i denne artikel var, at lave niveauer af FOXP3-varianter kan afspejle en nedsat funktion af T-regulatoriske celler, hvilket kan påvirke T-regulatoriske cellers modulation af den inflammatoriske respons til stimuli. Derfor undersøgte vi associationen mellem niveauer af FOXP3-varianter i perifert blod af NTM'e og forlænget inflammatorisk respons som primært endepunkt (dage, hvor C-reaktivt protein (CRP) er over 50 mg/L). Det sekundære endepunkt var sværhedsgraden af det inflammatoriske respons (maksimalt niveau af CRP-stigning). FOXP3-varianter blev målt dag 1 efter transplantation og 29 dage efter transplantation. Dag 1 FOXP3- varianter blev testet for association med det primære og sekundære endepunkt bestemt inden for den første periode (fra to dage efter transplantation indtil 29 dage efter transplantation). Dag 29 FOXP3-varianter blev testet for association med det primære og sekundære endepunkt inden for den anden periode (30 til 57 dage efter transplantation). Af de 507 NTM'e inkluderet i den endelige analyse havde 382 modtagere mindst én CRP-måling >50 mg/L i den første periode, og 69 modtagere havde mindst én CRP-måling >50 mg/L i den anden periode. Vi testede associationen mellem FOXP3-varianter og primært endepunkt ved hjælp af negativ binomial regressionsanalyse og rettede for forstyrrende faktorer. I den første periode fandt vi en signifikant forbindelse mellem lavere niveauer af total FOXP3 og forlænget varighed af CRP-stigning, incidensrate forhold 0,61 (95% konfidensinterval 0,46-0,80), p <0,01. Således konkluderede vi, at lavere niveauer af totalt FOXP3-mRNA i perifert blod af NTM’e er forbundet med forlænget varighed af inflammatoriske reaktioner.

Artikel III
Formålet med denne artikel var at undersøge, om immunsupprimerende lægemidler påvirker FOXP3- varianter forskelligt hos kvindelige og mandlige NTM'e. Dette er relevant, fordi immunsystemets funktion kan variere efter biologisk køn. Dette fremgår f.eks. af den højere risiko for autoimmunitet hos kvinder og den højere risiko for tab af nyretransplantater hos yngre kvindelige NTM'e. Desuden har nylige publikationer rapporteret modstridende resultater om associationen mellem biologisk køn og FOXP3-ekspressionsniveauer. Derfor udførte vi en kønsbaseret observationsanalyse af FOXP3-varianter i kvindelige og mandlige NTM'e. Vi udførte også en kønsbaseret observationsanalyse af FOXP3-varianter i to populationer af raske mennesker. Vi fandt, at normaliserede FOXP3-varianter udtrykkes ens hos 248 NTM'e før, én dag efter, og 29 dage efter transplantation. Vi fandt desuden ens niveauer af normaliserede FOXP3-varianter hos 101 raske nyredonorer. Vi bekræftede resultaterne fra den raske nyredonor-kohorte i en offentligt tilgængelig kohorte af 33 sunde personer (GSE97475). Således konkluderede vi, at normaliserede niveauer af FOXP3-varianter er ens hos sunde mænd og kvinder og hos NTM'e på trods af virkningerne af immunsupprimerende lægemidler.

Som konklusion antyder resultaterne af denne ph.d.-afhandling, at perifere blodniveauer af FOXP3-mRNA kan give indsigt i immuntolerance overfor transplanteret væv hos NTM'e og overfor den immunmodulerende effekt af inflammatoriske reaktioner hos NTM'e. Denne indsigt kan indikere et potentiale for FOXP3-varianter som indikatorer for effekten af immunsupprimerende lægemidler på T-regulatoriske cellers funktion hos NTM'e, hvilket resultaterne viser at være ens hos kvindelige og mandlige NTM'e.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Tepel, Martin, Hovedvejleder
  • Svenningsen, Per, Bivejleder
  • Lindholt, Jes Sanddal, Bivejleder
Dato for forsvar7. jun. 2024
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 6. maj 2024

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'FOXP3 mRNA Splice Variants: Potential Biomarkers of Immunosuppression in Kidney Transplant Recipients'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater