Η Αυξητική ορμόνη παίζει σημαντικό ρόλο στη μεταγεννητική κατά μήκος αύξηση, στη σκελετική ανάπτυξη, στο μεταβολισμό των πρωτεϊνών, των λιπών και των υδατανθράκων, στην οστική ανακύκλωση και την ανοσιακή λειτουργία. Διαταραχή στην έκκριση ή στη δράση της ορμόνης στα παιδιά προκαλεί, μεταξύ άλλων, ανεπάρκεια αύξησης. Έχουν περιγραφεί αρκετές κλινικές οντότητες ανεπάρκειας αύξησης, που οφείλονται κυρίως σε διαταραχές στην υποφυσιακή έκκριση GH, στην 24ωρη αυθόρμητη έκκριση της GH, στον αριθμό ή τη λειτουργία των υποδοχέων GHR, στη μετά τον υποδοχέα μεταβίβαση του σήματος της GH και στη σύνθεση ή δράση του IGF-I. Η παρούσα μελέτη εξέτασε έναν ασθενή με Διαταραχή στη Μεταγωγή του Σήματος της GH (Growth Hormone Transduction Defect/GHTD). Η οντότητα αυτή χαρακτηρίζεται από σοβαρό κοντό ανάστημα με φυσιολογικές δοκιμασίες φαρμακολογικής πρόκλησης, φυσιολογικές τιμές 24ωρης έκκρισης GH, χαμηλά επίπεδα IGF-I, διαταραχή στη φωσφορυλίωση του μεταγραφικού παράγοντα STAT3 και υπερέκφραση του αναστολέα του κυτταρικού κύκλου p21. Επιπλέον, οι ασθενείς με GHTD παρουσιάζουν σημαντικά αυξημένα επίπεδα IGF-I μετά από επαγωγή με hGH κατά τo IGF-I generation test και σημαντική αναπλήρωση αύξησης μετά από θεραπεία με hGH. Επίσης, χαρακτηρίζονται από απουσία μεταλλάξεων στην πρωτεΐνη STAT3, στον υποδοχέα GHR και στο γονίδιο GH1. Χρησιμοποιήθηκαν πρωτογενείς καλλιέργειες ινοβλαστών από ούλα του προς μελέτη ασθενή κι ενός μάρτυρα. Μελετήθηκαν σηματοδοτικά μόρια του μεταγωγικού μονοπατιού της GH και του μονοπατιού αρνητικής ρύθμισης, και διερευνήθηκε ο ρόλος της πρωτεΐνης CIS στην παθολογική μεταβίβαση του σήματος της GH στον ασθενή, καθώς και η επίδραση της καταστολής του γονιδίου CIS στη σηματοδότηση της GH. Επίσης, διερευνήθηκε η πιθανή διασυνομιλία ανάμεσα στα σηματοδοτικά μονοπάτια της GH και του EGF, καθώς και ο ρόλος της διασυνομιλίας αυτής στην αποκατάσταση της φυσιολογικής σηματοδότησης της GH και, κατ’επέκταση, στην κλινική ανταπόκριση μετά από θεραπεία με εξωγενώς χορηγούμενη ανθρώπινη βιοσυνθετική ορμόνη, παιδιών με GHTD. Η πρωτεϊνική έκφραση των μελετηθέντων πρωτεϊνών μελετήθηκε με ανοσοαποτύπωση κατά Western, η κυτταρική εντόπισή τους με ανοσοφθορισμό και η διαντίδραση ορισμένων από τις πρωτεΐνες με ανοσοσυγκατακρήμνιση. Τα ευρήματα της εργασίας στοιχειοθετούν την αρχική υπόθεση ότι η διαταραγμένη μεταβίβαση του σήματος της GH στα παιδιά με GHTD διαμεσολαβείται μέσω της υπερέκφρασης της ουβικουιτινυλιωμένης μορφής της πρωτεΐνης CIS, η οποίθα προκαλεί ραγδαία και εκσεσημασμένη μεταφορά του GHR στο πρωτεάσωμα για αποδόμηση. Τα αποτελέσματα επίσης έδειξαν ότι η αποκατάσταση της φυσιολογικής σηματοδότησης της GH μετά τη σίγαση του γονιδίου CIS περιλαμβάνει την επαναφορά του GHR στην κυτταροπλασματική μεμβράνη για φυσιολογική ενεργοποίηση από την GH, καθώς και την ενεργοποίηση του σηματοδοτικού μονοπατιού του EGFR. Επιπροσθέτως, υπάρχει έντονη διασυνομιλία μεταξύ των σηματοδοτικών μονοπατιών της GH και του EGF κατά τη χορήγηση εξωγενούς hGH στα παιδιά με GHTD, με αποτέλεσμα την επιτάχυνση της αύξησης που παρατηρείται στα παιδιά αυτά μετά από θεραπεία με hGH. / Growth Hormone (GH) plays an important role in postnatal linear growth, skeletal development, protein, lipid and carbohydrate metabolism, bone turnover and immune function. Defects in the GH secretion and function in children can cause growth retardation. Several clinical entities of growth retardation have been described, including defects in pituitary GH secretion, spontaneous 24h GH secretion, GH receptor number or function, post-receptor signaling and IGF-I synthesis or function. In this study, one patient with Growth Hormone Transduction Defect (GHTD) was studied. GHTD is characterized by severe short stature with normal provoked and spontaneous GH secretion, low IGF-I concentrations, impaired phosphorylation of the transcriptional factor STAT3 and overexpression of the cyclin-dependent kinase inhibitor, p21. Furthermore, GHTD patients have significantly increased IGF-I concentrations after induction with hGH during the IGF-I generation test, and significant ‘catch-up’ growth after hGH therapy. No mutations were found in STAT3, GHR and GH1 gene in the GHTD patients. Primary fibroblast cultures were established from gingival biopsies obtained from the GHTD patient and one control. The GH signaling molecules and the negative regulators of GH were studied, as well as the role of protein CIS in the impaired GH signaling and the effect of CIS silencing on GH signaling. Furthermore, the possible crosstalk between the GH and EGF signaling cascades was examined, as well as its role in the restoration of the impaired GH signaling and the clinical response after therapy with exogenous hGH. The protein expression of the studied molecules was studied by Western Immunoblotting, their cellular localization by Immunofluoresence and the protein-protein interactions by Co-immunoprecipitation. The results of this study support the hypothesis that impaired GH signaling in GHTD children is mediated by the overexpression of ubiquitinated CIS, which causes rapid and excessive translocation of the GHR to the proteasomes for degradation. The results also showed that the restoration of physiological GH signaling after the silencing of CIS involves the restoration of the GHR to the plasma membrane for normal activation by GH, as well as the activation of the EGFR pathway. In addition, there is vigorous crosstalking between the GH and EGF signaling pathways during exogenous hGH treatment in the GHTD children, resulting in the accelerated growth seen in these children after hGH therapy.

Σκοπός της μελέτης ήταν: (1) να προσδιοριστεί η συχνότητα της διαταραχής ανοχής στη γλυκόζη (IGT) και του σακχαρώδη διαβήτη τύπου II (ΣΔII) σε παχύσαρκα παιδιά και εφήβους στην Ελλάδα και (2) να καθοριστεί εάν οι συγκεντρώσεις γλυκόζης και ινσουλίνης νηστείας μπορούν να προβλέψουν τη διαταραχή ανοχής στη γλυκόζη (IGT)) στα παιδιά αυτά σε σχέση με τα επίπεδα της λεπτίνης, της γκρελίνης, της αδιπονεκτίνης και της σωματομεδίνης, και την έκκριση της αυξητικής ορμόνης (GH) και της θυρεοειδοτρόπου ορμόνης (TSH) κατά τη διάρκεια του 24ωρου μαζί με την ημερήσια έκκριση της κορτιζόλης. Έγινε καμπύλη σακχάρου (OGTT) μαζί με επίπεδα ινσουλίνης σε 117 παχύσαρκα παιδιά και εφήβους 12,1  2,7 ετών και μελετήθηκαν τα επίπεδα της λεπτίνης, της γκρελίνης, της αδιπονεκτίνης και της σωματομεδίνης (IGF-I) κατά τη δοκιμασία ανοχής στη γλυκόζη (OGTT). Επίσης, μελετήθηκαν τα επίπεδα της 24ωρης έκκρισης της GH και της TSH και της ημερήσιας έκκρισης της κορτιζόλης. Χρησιμοποιήθηκαν οι δείκτες HOMA-IR και ο ινσουλινογόνος δείκτης για την εκτίμηση της αντίστασης της ινσουλίνης και της λειτουργίας των β κυττάρων, αντίστοιχα. 17 ασθενείς (14,5%) είχαν IGT και σε κανένα δε διαγνώστηκε ΣΔII. Τα ποσοστά IGT και ΣΔΙΙ ήταν χαμηλότερα από αυτά μιας πολυεθνικής Αμερικανικής μελέτης. Η διαφορά εντοπίστηκε κυρίως στα προεφηβικά παιδιά (9% έναντι 25,4%), ενώ δεν παρατηρήθηκε διαφορά στους εφήβους (18% έναντι 21%). Ωστόσο, τα ποσοστά IGT ήταν υψηλότερα από αυτά που βρέθηκαν σε άλλες μελέτες από την Ευρώπη. Η γλυκόζη νηστείας, η ινσουλίνη και ο δείκτης HOMA-IR δεν προέβλεψαν την εμφάνιση IGT, όμως, η απόλυτη τιμή της ινσουλίνης στις 2 ώρες της OGTT και ο δείκτης AUCG προέβλεψαν την εμφάνιση IGT. Τα επίπεδα λεπτίνης και γκρελίνης ήταν υψηλότερα στα κορίτσια. Υπήρχε συσχετισμός μεταξύ BMI και λεπτίνης νηστείας, BMI και αδιπονεκτίνης, σωματομεδίνης (IGF-I) και λεπτίνης νηστείας, ενώ δεν υπήρχε καμιά συσχέτιση με τα επίπεδα της κορτιζόλης ή με τα 24ωρα επίπεδα της αυξητικής ορμόνης και της θυρεοειδοτρόπου ορμόνης. Συμπερασματικά, η OGTT φαίνεται να έχει τη δυνατότητα να προβλέψει την IGT, ενώ οι τιμές γλυκόζης και ινσουλίνης νηστείας και οι τιμές του δείκτη HOMA-IR, αν και υψηλότερες στους ασθενείς με IGT και ενδεικτικές για αντίσταση στην ινσουλίνη, δεν μπορούν να προβλέψουν την IGT. / The aims of the present study were: (1) to determine the prevalence of impaired glucose tolerance (IGT) and diabetes mellitus II (DMII) in obese children and adolescents of Greek origin and (2) to study the concentrations of leptin, ghrelin, adiponectin and IGF-I during an oral glucose tolerance test as well as the 24-hour concentrations of growth hormone (GH) and thyrotropin secreting hormone (TSH), and the diurnal secretion of cortisol in these children. A total of 117 obese children and adolescents aged 12.1  2.7 years underwent an oral glucose tolerance test (OGTT) and the concentrations of leptin, ghrelin, adiponectin and IGF-I were studied during the duration of the OGTT in relation to the 24-hour secretion of GH and TSH and the diurnal secretion of cortisol. For the estimation of insulin resistance and beta cell function the homeostatic model assessment (HOMA-IR) and the insulinogenic index, respectively, were used. A total of 17 patients (14.5%) had IGT and none had DMII. The overall prevalence rates of both IGT and DMII observed in the obese children and adolescents were lower than those reported in a recent multiethnic US study. Nevertheless, the difference between the data of this study and those of the US study was mostly due to the prepubertal children (9% vs. 25.4%), while no difference was observed in the pubertal population (18% vs. 21%). The prevalence rates of IGT in this study though, were greater than those reported in other European studies. Fasting glucose, insulin and HOMA-IR values were not predictive of IGT. The absolute value of insulin at 2h of the OGTT combined with the time-integrated glycemia (AUCG) strongly predicted IGT, whereas higher area under the curve for insulin (AUCI) values were found to be protective. Leptin and ghrelin concentrations were higher in the females. There was a correlation found between BMI and fasting leptin, BMI and adiponectin, IGF-I and fasting leptin although there was no correlation found with the GH, TSH or cortisol concentrations. In conclusion, the OGTT seems to be capable of predicting IGT whereas the fasting glucose and insulin concentrations are unable to predict glucose intolerance since HOMA-IR values, although higher in IGT subjects and indicative of insulin resistance, cannot accurately predict IGT.