Ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα και περιφερική νευροπάθεια σε ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2

Abstract

Aims: The pathophysiological mechanisms underlying diabetic peripheral neuropathy (DPN) are still unclear. DPN is characterized by structural and functional alterations in the microvasculature and endothelial progenitor cells (EPCs) may play an important role in the homeostasis of vasa nervosum. The association of EPCs with diabetic microvascular disease is ambiguous, while data regarding its association with DPN per se are scarce. The aim of our study was to evaluate the differences that occur in circulating progenitor cells (CPCs) and 6 different EPCs phenotypes in peripheral blood in patients with and without DPN, as well as to investigate for alterations in plasma vascular endothelial growth factor (VEFG), stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) and cytokines levels. Methods: A total of 105 participants without clinical macrovascular disease and severe comorbidities were included in the study: 50 patients with type 2 diabetes (DM) and DPN, 30 patients with type 2 DM without DPN and 25 healthy individuals. Diagnosis of DPN was based and symptoms and sighs of DPN. CPCs and 6 different EPCs phenotypes were assessed with flow cytometry. Plasma levels of VEGF, SDF-1, vascular cell adhesion protein-1 (VCAM-1), intracellular adhesion molecule-1 (ICAM) and tumor necrosis factor a (TNFa) were measured using commercially available ELISA kits. Results: No difference was observed in the number of CPCs among the 3 groups of participants, while all studied EPCs phenotypes differed significantly among the 3 groups. Patients with DPN had significantly higher numbers of all 6 EPCs phenotypes when compared with patients without DPN and significantly higher number of 5 EPCs phenotypes when compared with healthy individuals. VEFG, VCAM-1, ICAM-1 and TNFa, levels did not differ among the 3 groups of participants, but patients with DPN had significantly lower SDF-1 levels when compared with healthy individuals. Conclusion: Several EPCs phenotypes are increased in patients with DPN with good glycaemic control and without clinical macrovascular disease or other severe comorbidities when compared with patients without DPN and with healthy individuals, while SDF-1 levels are decreased in the presence of DPN. Our findings suggest that DPN could be associated with impaired trafficking of EPCs and impaired EPCs homing to the injured endothelium.

Η υπεργλυκαιμία αποτελεί τον κύριο παράγοντα που συμβάλλει στην ανάπτυξη της διαβητικής περιφερικής νευροπάθειας (ΔΠΝ) στους ασθενείς με σακχαρώδη διαβήτη (ΣΔ) τύπου 2, καθώς επιδρά στα νευρικά κύτταρα και προκαλεί μικροαγγειοπάθεια στα μικρά αγγεία των περιφερικών νεύρων (στα αγγεία του ενδονευρίου, του περινευρίου και του επινευρίου). Κύριος συντελεστής της νευρικής βλάβης θεωρείται το οξειδωτικό στρες και οι δραστικές μορφές οξυγόνου (reactive oxygen species, ROS) φαίνεται ότι διαταράσσουν την αγγειοδιαστολή στα αγγεία του επινευρίου οδηγώντας με τον τρόπο αυτό σε αγγειοσύσπαση και λειτουργική ισχαιμία του νευρικού ιστού. Τα ενδοθηλιακά προγονικά κύτταρα (endothelial progenitor cells, EPCs) διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην ομοιόσταση των τροφικών αγγείων των νεύρων (vasa nervorum), καθώς ελαττωματικοί μηχανισμοί στην επιδιόρθωση του ενδοθηλίου και στη νεοαγγειογένεση πιθανώς συμβάλλουν ακόμη περισσότερο στην ισχαιμία του νευρικού ιστού. Υπό φυσιολογικές συνθήκες τα EPCs κινητοποιούνται από το μυελό των οστών στο σημείο της βλάβης όπου παράγουν διάφορους αγγειογενετικούς και νευροτροφικούς παράγοντες ή διαφοροποιούνται σε ώριμα ενδοθηλιακά κύτταρα και συντονίζουν την επανενδοθηλιοποίηση και τη νεοαγγειογένεση.Από πολλές μελέτες έχει δειχθεί ότι ο αριθμός των EPCs είναι μειωμένος σε ασθενείς με ΣΔ και μειώνεται ακόμη περισσότερο όταν συνυπάρχουν μακροαγγειακές επιπλοκές. Μολαταύτα, η συσχέτιση της δυσλειτουργίας των EPCs με τις διαβητικές μικροαγγειακές επιπλοκές είναι πιο σύνθετη και όχι εκτενώς μελετημένη και ο ρόλος των EPCs στη διαβητική περιφερική νευροπάθεια (ΔΠΝ) δεν έχει διερευνηθεί.Ο σκοπός της συγχρονικής αυτής μελέτης ήταν να αναζητηθούν διαφορές στον αριθμό των κυκλοφορούντων προγονικών κύτταρων (circulating progenitor cells, CPCs) και σε 6 φαινότυπους των προγονικών ενδοθηλιακών κυττάρων (endothelial progenitor cells, EPCs) στον ορό ασθενών με ΣΔ τύπου 2, με και χωρίς ΔΠΝ. Εξετάσθηκαν συνολικά 105 άτομα χωρίς κλινική μακροαγγειακή νόσο: 50 ασθενείς με ΣΔ2 και ΔΠΝ, 30 ασθενείς με ΣΔ2 χωρίς ΔΠΝ, και 25 υγιείς μάρτυρες. Η μέτρηση των CPCs και των 6 διαφορετικών φαινοτύπων EPCs έγινε με κυτταρομετρία ροής. Για την ταυτοποίηση των διαφορετικών φαινοτύπων των EPCs χρησιμοποιήθηκαν διάφοροι συνδυασμοί δεικτών: CD45dim/CD34⁺,CD45dim/CD34⁺/CD309⁺,CD45dim/CD34⁺/CD31⁺, CD45dim/CD34⁺/CD309⁺/CD31⁺,CD45dim/CD34⁺/CD309⁺/CD133⁺ CD45dim/CD34⁺/CD309⁺/CD133⁺/CD31⁺. Ταυτόχρονα μετρήθηκαν τα επίπεδα των: αυξητικού παράγοντα αγγειακού ενδοθηλίου (vascular endothelial growth factor, VEGF), προερχόμενου από κύτταρα του στρώματος παράγοντα-1 (stromal cell-derived factor 1, SDF-1), μόριου προσκόλλησης αγγειακού κυττάρου-1 (vascular cell adhesion protein-1, VCAM-1), μόριου διακυτταρικής προσκόλλησης-1 (intracellular radhesion molecule-1, ICAM-1) και του παράγοντα νέκρωσης των όγκων (tumor necrosis factor, TNFa) στον ορό των εξεταζομένων και οι μετρήσεις έγιναν με διαθέσιμα στο εμπόριο αντιδραστήρια. Δεν παρατηρήθηκε διαφορά στον αριθμό των CPCs μεταξύ των 3 ομάδων εξεταζομένων, ενώ όλοι οι μελετηθέντες φαινότυποι των EPCs διέφεραν σε στατιστικά σημαντικό βαθμό ανάμεσα στις 3 ομάδες. Οι ασθενείς με ΣΔ2 και ΔΠΝ είχαν στατιστικά σημαντικά υψηλότερο αριθμό των 5 φαινοτύπων EPCs σε σύγκριση με τους ασθενείς με ΣΔ2 χωρίς ΔΠΝ, καθώς επίσης στατιστικά σημαντικά υψηλότερο αριθμό EPCs σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες. Οι τιμές των VEFG, VCAM-1, ICAM-1 και TNFa δε διέφεραν ανάμεσα στις 3 ομάδες, ωστόσο οι ασθενείς με ΔΠΝ είχαν στατιστικά σημαντικά χαμηλότερα επίπεδα SDF-1 σε σχέση με τους υγιείς μάρτυρες.Συμπερασματικά, αρκετοί φαινότυποι EPCs είναι αυξημένοι σε ασθενείς με ΔΠΝ σε σύγκριση με ασθενείς χωρίς ΔΠΝ και σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες, ενώ συγχρόνως τα επίπεδα SDF-1 είναι μειωμένα στους ασθενείς με ΔΠΝ. Τα ευρήματα αυτά υποδηλώνουν ότι η ΔΠΝ πιθανώς σχετίζεται με διαταραχή στη μεταναστευτική ικανότητα των EPCs και στην ικανότητα τους για προσκόλληση, σχηματισμό αποικιών και ενσωμάτωση στο ενδοθήλιο που έχει υποστεί βλάβες.