Ο Σακχαρώδης Διαβήτης τύπου 1 (ΣΔ1) αποτελεί τη συχνότερη μορφή διαβήτη στα παιδιά, συχνά συνοδεύεται από σοβαρές μικρο- και μακρο-αγγειακές επιπλοκές ενώ, η επίπτωσή του εμφανίζει ανησυχητικά αυξητική τάση τις τελευταίες δεκαετίες. Η ενεργοποίηση των μονοκυττάρων, η χημειοταξία τους (κύριος χημειοτακτικός παράγοντας μονοκυττάρων: MCP-1) και η μετατροπή τους σε μακροφάγα (δείκτης μακροφάγων: CD68) θεωρείται πως διαδραματίζουν προεξέχοντα ρόλο στην ανάπτυξη των διαβητικών αγγειακών αλλοιώσεων. Η πλεονάζουσα γλυκόζη που υπάρχει στο διαβήτη, αλληλεπιδρώντας μη ενζυματικά με πλήθος υποστρωμάτων, προκαλεί την παραγωγή των AGEs (τελικά προϊόντα προχωρημένης γλυκοζυλίωσης) τα οποία με τη σειρά τους ασκούν τις βλαπτικές τους δράσεις, είτε αλληλεπιδρώντας άμεσα με τα μόρια της εξωκυττάριας ουσίας ή μέσω σύνδεσης στους κυτταρικούς τους υποδοχείς (κυριότερος εκπρόσωπος: RAGE). Η ενεργοποίηση του RAGE, διαμέσου της ενεργοποίησης του μεταγωγικού μονοπατιού της πρωτεϊνικής κινάσης Β (Akt2/PKB) και του μεταγραφικού παράγοντα NF-κΒ, οδηγεί στην αυξημένη έκφραση προ-φλεγμονωδών [παράγοντας νέκρωσης όγκου-α (TNFα), ιντερλευκίνη-6 (IL-6)] και προ-θρομβωτικών παραγόντων [ιστικού παράγοντα (TF)], συμβάλλοντας κατ’αυτό τον τρόπο στην εμφάνιση ενδοθηλιακής δυσλειτουργίας. Φραγμό στις δράσεις αυτές αποτελεί η διαλυτή μορφή του RAGE, sRAGE, η οποία συνδεόμενη με τα AGEs τα οδηγεί προς αποδόμηση και εμποδίζει την ενδοκυττάρια σηματοδότηση που πυροδοτούν τα AGEs. Σκοπός / μεθοδολογία: Προκειμένου να διερευνήσουμε τον πιθανό ρόλο των διεργασιών της φλεγμονής στην ανάπτυξη των διαβητικών επιπλοκών, σε μονοπύρηνα κύτταρα περιφερικού αίματος 47 προεφηβικών και εφηβικών παιδιών (ηλικίας 4-18 ετών) και 10 νεαρών ενηλίκων (ηλικίας 18-29 ετών) με ΣΔ1 και 39 μη διαβητικών μαρτύρων αντίστοιχης ηλικίας, μελετήσαμε: 1) με RT-PCR τη γονιδιακή έκφραση: του MCP-1, του CD68, της Akt2, του TNF-α, της IL-6 και του RAGE, 2) με ανοσοαποτύπωση κατά Western μετρήσαμε την πρωτεϊνική έκφραση της Akt2, του RAGE και του TF, 3) τα επίπεδα πλάσματος του sRAGE με τη μέθοδο της ELISA. Αποτελέσματα: Η μελέτη έδειξε ότι: (1) Το sRAGE: α) ήταν αυξημένο στους προεφηβικούς μάρτυρες σε σύγκριση με τους εφηβικούς και νεαρούς ενήλικες μάρτυρες, ενώ τα επίπεδα του ήταν μειωμένα στους προεφηβικούς διαβητικούς σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες και β) είχε μία τάση μείωσης με τα αυξανόμενα επίπεδα της HbA1c. (2) Η γονιδιακή έκφραση του RAGE: α) έτεινε να αυξηθεί στους προεφηβικούς διαβητικούς και αυξανόταν σημαντικά στους νεαρούς ενήλικες διαβητικούς σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες και β) σχετιζόταν αρνητικά με την HbA1c στους διαβητικούς ασθενείς >18ετών. (3) Η πρωτεϊνική έκφραση και των δύο ισομορφών του RAGE (46kDa και 80kDa) εμφάνισε μία τάση μείωσης με την εξέλιξη της εφηβείας (προεφηβικοί > εφηβικοί > νεαροί ενήλικες) στους μάρτυρες, μεταβολές που ακολούθησαν και οι διαβητικοί ασθενείς, αν και τα επίπεδα έκφρασης έτειναν να είναι πιο υψηλά. (4) Η 46kDa ισομορφή RAGE: α) ήταν αυξημένη στου νεαρούς ενήλικες διαβητικούς και μειωμένη στους διαβητικούς >13ετών με διάρκεια διαβήτη ≤5 έτη, σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες αλλά και τους αντίστοιχης ηλικίας διαβητικούς με διάρκεια νόσου >5 έτη, β) έτεινε να αυξηθεί με τις τάξεις HbA1c: ≤7%-8% και να μειωθεί με τις τάξεις HbA1c: 8-10% και γ) συσχετίσθηκε θετικά με τη διάρκεια διαβήτη και με τα επίπεδα των τριγλυκεριδιών στο σύνολο των ασθενών. (5) Η 80kDa ισομορφή του RAGE: α) είχε μία τάση αύξησης στους διαβητικούς ασθενείς >13ετών με διάρκεια διαβήτη ≤5 έτη, σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες και τους διαβητικούς αντίστοιχης ηλικίας αλλά διάρκεια νόσου >5έτη, β) συσχετίσθηκε αρνητικά με την HbA1c σε ασθενείς με διάρκεια νόσου ≤5έτη. (6) Το MCP-1: α) έτεινε να αυξηθεί στους διαβητικούς σε σύγκριση με τους μάρτυρες και συγκεκριμένα, η αύξηση ήταν σημαντική στους διαβητικούς με στάδιο εφηβείας ΙΙ και V, β) έτεινε να αυξηθεί με την HbA1c και αυξανόταν σημαντικά στους διαβητικούς με περίμετρο κοιλίας >75%. (7) Το CD68: α) βρέθηκε αυξημένο στα διαβητικά αγόρια >18 ετών σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες, β) έτεινε να μειωθεί στους διαβητικούς >13ετών με διάρκεια διαβήτη >5έτη, σε σύγκριση με τους αντίστοιχης ηλικίας μάρτυρες και γ) έτεινε να μειωθεί με τα αυξανόμενα επίπεδα της HbA1c και στους διαβητικούς με LDL >100 mg/dL. (8) To TNF-α έδειξε: α) σημαντική μείωση στους διαβητικούς ασθενείς σε σχέση με τους μάρτυρες και ιδιαίτερα σε αυτούς που ήταν ≤13ετών με διάρκεια διαβήτη >5 έτη και σε αυτούς με ηλικία >18ετών, β) μία τάση αύξησης με τις τάξεις HbA1c μέχρι του 10%. (9) Η IL-6 έδειξε: α) σημαντική μείωση στους μάρτυρες με την παράλληλη αύξηση της ηλικίας, β) σημαντική αύξηση στους διαβητικούς >18ετών σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες, γ) μία τάση μείωσης στους διαβητικούς ≤13ετών με διάρκεια διαβήτη >5έτη, σε σχέση με τους ηλικιακά αντίστοιχους μάρτυρες και δ) μία σημαντική μείωση στους διαβητικούς με HbA1c >10,1% σε σύγκριση με τις υπόλοιπες τάξεις της HbA1c. (10) Ο TF βρέθηκε: α) σημαντικά αυξημένος στα διαβητικά αγόρια ≤13 ετών και έτεινε να αυξηθεί στα διαβητικά αγόρια >18ετών σε σχέση με τους αντίστοιχους μάρτυρες, β) σημαντικά μειωμένος στους διαβητικούς με διάρκεια νόσου >5έτη και έτεινε να μειωθεί στους διαβητικούς με HbA1c >10,1% και σε αυτούς με LDL >100 mg/dL. (11) Η γονιδιακή έκφραση της Akt2 έδειξε: α) σημαντική αύξηση στους προεφηβικούς διαβητικούς, β) σημαντική μείωση στους διαβητικούς με LDL >100mg/dl και σε αυτούς με HbA1c >9%, σε σύγκριση με τους αντίστοιχους μάρτυρες. (12) Η πρωτεϊνική έκφραση της Akt2 έδειξε: α) μία τάση αύξησης στους προεφηβικούς διαβητικούς και στους διαβητικούς που βρίσκονται στις τάξεις HbA1c: 7,1%-9%, ενώ αυξανόταν σημαντικά στους διαβητικούς με διάρκεια διαβήτη >5έτη, β) σημαντική αύξηση στους διαβητικούς με LDL >100mg/dl.l Συμπέρασμα: Στα άτομα με ΣΔ1, φαίνεται να υπάρχει μια ήπια διαδικασία χημειοταξίας και ενεργοποίησης των μονοκυττάρων, ωστόσο η έκφραση των κυτταροκινών και των υπολοίπων μορίων που εμπλέκονται σε αυτή δεν είναι εντυπωσιακά αυξημένη σε σχέση με τους μάρτυρες. Το γεγονός αυτό μπορεί να σχετίζεται αφενός με τον καλό γλυκαιμικό και λιπιδαιμικό έλεγχο των ασθενών και αφετέρου στην τροποποιημένη ανοσολογική απόκριση που εμφανίζουν τα άτομα αυτά. / Diabetes Mellitus type 1 (DM1) is one of the most common types of diabetes in children and its prevalence has increased over the past decades. DM1 is usually associated with severe micro- and macro- angiopathic complications. The activation of monocytes, their chemotaxis (major chemotactic factor of monocytes: MCP-1) and their transformation to macrophages (marker of macrophages: CD68) is known to play a central role in the development of those complications. The redundant glucose, that characterizes DM1, reacts non enzymatically with plural substrates and causes the formation of AGEs (Advanced Glycation Endproducts). AGEs can cause tissue damage either by direct interaction with extracellular matrix’s domains or via their receptor (main representative: RAGE). RAGE’s activation, through the activation of the intracellular signaling pathways of protein kinase B (Akt2/PKB) and nuclear factor κB (NF-κB), leads to the increased expression of pro-inflammatory [Tissue Necrosis Factor-α (TNF-α), Interleukin-6 (IL-6)] and pro-thrombotic factors [Tissue Factor (TF)], contributing to the development of endothelial dysfunction. As a decoy to these actions of AGEs, the soluble form of RAGE, sRAGE, binds AGEs, leading them to degradation and therefore inhibiting the AGE-induced intracellular signaling. Aim / Material- Methods: In order to investigate the role of the inflammatory procedures in the development of diabetic complications, in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) of 47 pre-pubertal and pubertal children (4-18 years of age) and 10 young adults (18-29 years of age) with DM1 and 39 age-matched controls, we studied: 1) with RT-PCR the gene expression of: MCP-1, CD68, Akt2, IL-6 and RAGE, 2) with Western Immunoblotting the protein expression of Akt2, RAGE and TF, 3) sRAGE plasma levels were determined by ELISA. Results: Our study showed that: (1) sRAGE: a) was increased in pre-pubertal controls in comparison to the pubertal and the young adult controls, while its levels were decreased in pre-pubertal DM1 patients in comparison to their controls and b) tended to decrease with the progressive increase of HbA1c levels in DM1 patients. (2) RAGE gene expression: a) tended to increase in pre-pubertal DM1 patients and was significantly increased in young adults DM1 patients in comparison to their age-matched controls and b) was negatively correlated with HbA1c levels in DM1 patients >18years of age. (3) Protein expression of both RAGE isoforms (46kDa & 80kDa) tended to decrease with the progression of puberty (pre-pubertal > pubertal > young adults) in the control group, changes that were also found in DM1 patients, although the expression was at higher levels. (4) Protein expression of 46 kDa RAGE isoform: a) was increased in DM1 young adults and decreased in DM1 patients >13 years of age and duration of diabetes ≤5years, in comparison to age-matched controls and age-matched DM1 patients with duration of diabetes >5years, b) tended to increase with levels of HbA1c ≤7%-8% and decrease with levels of HbA1c 8-10% and c) was positively correlated with the duration of diabetes and the levels triglycerides in DM1 patients’ group. (5) Protein expression of 80kDa RAGE isoform: a) tended to increase in DM1 patients aged >13 years and with duration of diabetes ≤5 years, in comparison to age-matched controls and age-matched DM1 patients with duration of diabetes >5years, b) negatively correlated with HbA1c levels in DM1 patients with ≤5 years duration of diabetes. (6) MCP-1: tended to increase in DM1 patients in comparison to controls and this increase was significant in DM1 patients with II and V Tanner stage of puberty, b) tended to elevate with the progressive increase of HbA1c and was significantly higher in DM1 patients with waist circumference >75%. (7) CD68: a) was increased in DM1 boys >18 years of age in comparison to the age-matched controls, b) tended to decrease in DM1patients >13 years of age and duration of diabetes >5years, in comparison to the age-matched controls and c) tended to decrease with the increasing levels of HbA1c and also in DM1 patients with LDL >100 mg/dL. (8) TNF-α: a) was significantly decreased in DM1 patients in comparison to controls and especially to those with age ≤13 years and duration of diabetes >5years and them with >18 years of age, b) tended to increase with the increasing levels of HbA1c until 10%. (9) IL-6 showed: a) significant decrease in controls with the parallel increase of the age, b) significant increase in DM1 patients >18 years of age in comparison to the age-matched controls, c) a tendency to decrease in DM1 patients ≤13 years of age and duration of diabetes >5years, in comparison to the age-matched controls and d) significant decrease in DM1 patients with HbA1c levels >10,1%, in comparison to the rest of the determined levels of HbA1c. (10) TF: a) was significant elevated in DM1 boys ≤13 years of age and tended to increase in DM1 boys >18 years of age in comparison to the age-matched controls, b) was significant decreased in DM1 patients with duration of diabetes >5years and tended to decrease in DM1 patients with HbA1c levels >10,1% and them with LDL >100mg/dl. (11) Akt2 gene expression showed: a) significant increase in pre-bubertal DM1 patients, b) significant decrease in DM1 patients with LDL >100mg/dl and them with HbA1c levels >9%, in comparison to their controls. (12) Akt2 protein expression showed: a) a tendency to increase in pre-pubertal DM1 patients and in those with HbA1c levels between 7,1-9%, whereas it was increased significantly in DM1 patients with duration of diabetes >5years, b) a significant increase in DM1 patients with LDL >100mg/dl. Conclusions: In the DM1 patients studied, a low grade procedure of chemotaxis and activation of macrophages is possibly present, although the cytokines’ and inflammatory factors’ expression was not remarkably increased in comparison to the controls. This may reflect the good glycemic and lipidemic control of these patients who at the same time possibly exhibit small modifications in their immunological response.

Τα τελικά προϊόντα προχωρημένης γλυκοζυλίωσης (AGEs: Advanced Glycation Endproducts) παίζουν σημαντικό ρόλο στην παθογένεια των διαβητικών αγγειακών επιπλοκών. Το καλύτερα χαρακτηριζόμενο είναι η N-καρβοξυμεθυλ-λυσίνη (CML). Τα AGEs προκαλούν σημαντικές επιδράσεις στα αγγεία με την πρόσδεσή τους σε ειδικούς υποδοχείς της κυτταρικής επιφάνειας, όπως τον RAGE (Receptor for Advanced Glycation Endproducts). Διαλυτές μορφές του RAGE (sRAGE) εμφανίζονται στο ανθρώπινο αίμα και δρουν ως παγίδα αιχμαλωτίζοντας τους φλεγμονώδεις προσδέτες του RAGE εξωκυττάρια, προστατεύοντας με αυτό τον τρόπο τα κύτταρα από τη βλάβη που προάγεται από τα AGEs. Σκοπός αυτής της εργασίας ήταν να μελετηθούν τα επίπεδα του sRAGE, η πρωτεϊνική έκφραση του RAGE, καθώς και τα επίπεδα CML σε σχέση με διάφορες κλινικές και βιοχημικές παραμέτρους σε παιδιά, εφήβους και νεαρούς ενήλικες με ΣΔ1. Τα επίπεδα sRAGE και CML προσδιορίστηκαν με ELISA και η πρωτεϊνική έκφραση του RAGE στα μονοπύρηνα του περιφερικού αίματος με ανοσοαποτύπωση κατά Western σε 74 παιδιά, εφήβους και νεαρούς ενήλικες με ΣΔ1 (13± 4 χρονών) και 43 μάρτυρες αντίστοιχης ηλικίας, φύλου και σταδίου Tanner. Σ’ αυτή την εργασία τα αυξημένα επίπεδα sRAGE στα παιδιά με ΣΔ1 και πιο ειδικά, σ’ αυτά ηλικίας κάτω από 13 ετών και με διάρκεια διαβήτη κάτω από 5 έτη, μπορεί να είναι ένα προσωρινό προστατευτικό μέτρο ενάντια στην κυτταρική βλάβη και πιθανόν να είναι επαρκές για να εξουδετερώσει επαρκώς τα κυκλοφορούντα CML, εμποδίζοντας έτσι τις διαβητικές αγγειακές επιπλοκές. Επίσης, μια ήπια αύξηση της LDL θα μπορούσε να είναι ένα ερέθισμα για την αύξηση του sRAGE, οδηγώντας στη δέσμευση του CML και τελικά τη μείωση των επιπέδων CML στην κυκλοφορία. Τα μειωμένα επίπεδα της πρωτεϊνικής έκφρασης του RAGE 55 kd (υποδοχέα πλήρους μήκους) μπορεί να αντανακλούν την αυξημένη έκφραση του sRAGE στους ασθενείς με ΣΔ1 συνολικά λόγω της αποκοπής του RAGE με μεταλλοπρωτεϊνάσες. Με την παρουσία κάποιου παράγοντα κινδύνου, όπως αύξηση ηλικίας, περιμέτρου κοιλίας, BMI, συστολικής ή διαστολικής αρτηριακής πίεσης ή επιδείνωση λιπιδαιμικού προφίλ αυξάνεται η πρωτεϊνική έκφραση της ισομορφής αυτής, ενώ φαίνεται αντίστοιχα να μειώνονται τα επίπεδα του sRAGE. Φαίνεται τελικά ότι συνολικά στα παιδιά, τους εφήβους και τους νεαρούς ενήλικες με ΣΔ1 υπάρχει μια υποκλινική διαταραχή του άξονα sRAGE-RAGE-CML, η οποία δύναται να μετατραπεί σε κλινικά εμφανείς αγγειακές βλάβες, αν προστεθούν περαιτέρω επιβαρυντικοί παράγοντες. / The binding of Advanced Glycation Endproducts (AGEs) to their receptor (RAGE) plays a major role in the development of diabetic vascular complications. This work is based on the relation between circulating soluble RAGE (sRAGE) levels in children, adolescents and young adults with IDDM and RAGE protein expression in association with N-(carboxymethyl)lysine (CML), a major antigenic AGEs component. Circulating sRAGE and CML levels were determined by ELISA and RAGE protein expression was evaluated in peripheral blood mononuclear cells by western immunoblotting in 74 children, adolescents and young adults with IDDM (134 years old) and 43 age, sex and Tanner stage-matched controls. Serum sRAGE levels were significantly higher in IDDM than in controls, inversely correlated to diabetes duration and directly correlated to LDL levels. Furthermore, circulating CML levels were not significantly different between IDDM and controls. Also, the protein expression of the RAGE isoforms 55 kd (full-length), 64 kd and 100 kd, measured by western immunoblotting, was significantly lower in IDDM than in controls, whereas RAGE 37 kd levels were not significantly different between IDDM and controls. Finally, when there was a risk factor, such as increased age, poor lipid profile, increased BMI or waist circumference or increased systolic or diastolic pressure, then it seemed that isoforms RAGE 55, 64 and 100 kd were increased. Isoform RAGE 64 kd could be RAGE-v5, a splice variant which resulted in a change of amino acid sequence in the extracellular ligand-binding domain of RAGE. Isoform RAGE 37 kd seemed to be Δ8-RAGE, a soluble splice variant with probably protective function, which had been found increased in patients with increased HDL. Finally, isoform RAGE 100 kd seemed to be some other splice variant in peripheral mononuclear cells. In conclusion, increased serum levels of sRAGE seen in IDDM children may be a temporary protective measure against cell damage and may be sufficient to efficiently eliminate excessive circulating CML. Moreover, the lower protein expression of the full-length RAGE in IDDM may also reflect the increased sRAGE expression in patients due to RAGE cleavage by metalloproteases. Consequently, in IDDM children, adolescents and young adults there may be a subclinical perturbation of the sRAGE-RAGE-CML axis, which could lead to future clinical vascular damage if additional risk factors are added over time.