OMIM Entry – * 139190 – GROWTH HORMONE-RELEASING HORMONE; GHRH

TEXT

GHRH este o peptidă hipotalamică care stimulează sinteza și proliferarea celulelor somatotrofe hipofizare, precum și secreția de hormon de creștere (vezi 139250). GHRH este sintetizat inițial ca o preprohormonă a cărei secvență semnal N-terminală este scindată enzimatic pentru a genera forma matură de 44 de aminoacizi a GHRH și o peptidă C-terminală legată de GHRH (GHRH-RP) (Alba și Salvatori, 2004).

Observațiile clinice atente la o femeie cu sindrom Turner au dus la caracterizarea factorului de eliberare a hormonului de creștere (GHRF) ca entitate moleculară (Thorner și colab., 1982). Pacienta a prezentat acromegalie clasică și o fosa hipofizară mărită, dar hipofiza era hiperplazică, nu adenomatoasă, sugerând o stimulare din altă sursă. Thorner et al. (1982) au descoperit că pacientul avea o tumoare pancreatică care stimula hipofiza. Tumora pancreatică a fost îndepărtată, activitatea GHRF a fost purificată și secvențiată, iar ADNc și gena acesteia au fost ulterior clonate.

Gubler și colab. (1983) au propus denumirea de somatocrinină ca substitut pentru factorul de eliberare a hormonului de creștere. Dovezile preliminare au sugerat că peptida de 44 aminoacizi izolată din tumori pancreatice umane este identică cu GHRF hipotalamic. Gubler și colab. (1983) au clonat și secvențiat ADNc pentru precursorul somatocrininei. Ei au estimat că preprosomatocrinina are o masă moleculară de 13 kD.

Mayo et al. (1985) au izolat și au caracterizat clone suprapuse din bibliotecile genomice umane de fagi lambda și cosmidă care prezic întreaga structură a genei care codifică GHRF. Gena are 5 exoni care se întind pe 10 kb.

Analiza prin tehnica „dot blot” a ADN-ului din cromozomii umani de înaltă rezoluție cu sortare cu laser dublu a indicat că gena GHRF este localizată pe cromozomul 20 (Lebo et al., 1984; Mayo et al., 1985). Prin intermediul unei sonde genetice în hibrizi de celule somatice, Riddell și colab. (1985) au confirmat această atribuire.

Perez Jurado et al. (1994) au identificat 2 PCR RFLP în intronii A și C ai genei GHRF și le-au folosit în analiza de legătură cu panoul CEPH pentru a arăta că GHRF este localizată într-o regiune din apropierea centromerului între D20S27 (atribuită la 20p12.1-p11.23) și D20S16 (atribuită la 20q12).

Gross (2014) a cartografiat gena GHRH la cromozomul 20q11.23 pe baza unei alinieri a secvenței GHRH (GenBank BC098109) cu secvența genomică (GRCh37).

Prezumabil că polipeptidul GHRF este mutant în unele cazuri de deficiență izolată a hormonului de creștere. Din 15 pacienți cu deficit de hormon de creștere, 3 păreau să aibă un defect primar la nivel hipofizar și 8 un defect secundar, deoarece au răspuns la administrarea de GHRH (Mitrakou și colab., 1985). Thorner și colab. (1988) au raportat utilizarea GHRH în tratamentul a 24 de copii cu deficit de hormon de creștere.

Zimmerman și colab. (1993) au descris gigantismul congenital datorat probabil hipersecreției centrale de GHRH. Normal la naștere (4,4 kg; 53 cm), pacientul de sex masculin avea o înălțime de 182 cm și o greutate de 99,4 kg la vârsta de 7 ani. Nivelurile plasmatice de bază ale hormonului de creștere marcat crescute nu s-au suprimat în timpul unui test standard de toleranță la glucoză orală de 3 ore, dar au crescut cu 54% după perfuzia intravenoasă de GHRH. Nivelurile plasmatice inițiale ale factorului de creștere asemănător insulinei I, ale prolactinei (PRL) și ale GHRH imunoreactiv au fost, de asemenea, semnificativ crescute. Imagistica computerizată a capului a arătat o masă sellară și supraselară mare, parțial chistică. Tratamentul preoperator cu octreotidă și bromocriptină a dus la o reducere cu 25% a masei țesutului supraselar. Țesutul hipofizar îndepărtat în cadrul operațiilor transsfenoidale și transfrontaliere a arătat o hiperplazie masivă a somatotrofelor, lactotrofelor și mammosomatotrofelor. Zonele de transformare adenomatoasă a celulelor secretoare de GH și PRL au fost, de asemenea, evidente. Nu s-a găsit nicio dovadă histologică sau imunochimică a unei surse hipofizare de GHRH. Concentrațiile plasmatice periferice de GHRH imunoreactiv au rămas neafectate de intervențiile farmacologice și chirurgicale. S-a considerat că un defect congenital de reglare hipotalamică este responsabil pentru excesul de GHRH. Zimmerman et al. (1993) au sugerat că hipersecreția congenitală de GHRH ar fi putut fi cauza gigantismului în alte cazuri care s-au prezentat în timpul copilăriei, cum ar fi gigantul Alton (Behrens și Barr, 1932). Supranumit gigantul Alton pentru că provenea din Alton, Illinois, R.W. a fost studiat la Spitalul Barnes în 1930, moment în care avea 12 ani și o înălțime de 208 cm. Gigantismul acromegalic apare în cazul sindromului McCune-Albright (174800). Nu se știe dacă vreuna dintre aceste afecțiuni prezintă o producție excesivă de hormon de creștere hipofizar ca urmare a hipersecreției de GHRF. Scheithauer și colab. (1984) au analizat apariția acromegaliei cu tumoare carcinoidă bronșică din cauza secreției ectopice a factorului de eliberare a hormonului de creștere. Tumorile celulelor insulare pancreatice secretă, de asemenea, GHRF. Scheithauer și colab. (1984) au folosit termenul de somatolibrinom pentru acest grup de neoplasme unic din punct de vedere funcțional.

Russell-Aulet și colab. (1999) au măsurat capacitatea de suprimare a secreției spontane și a secreției de GH stimulată de GHRH prin doze gradate ale unui antagonist competitiv specific al receptorilor GHRH la bărbați tineri și vârstnici sănătoși. GH nocturnă a fost cu aproximativ 30% mai mică la vârstnici decât la tineri. Curba de inhibiție a dozei pentru secreția spontană de GH a fost deplasată spre stânga la bărbații în vârstă în comparație cu bărbații tineri (P de 0,01). Autorii au concluzionat că există o scădere dependentă de vârstă a producției hipotalamice endogene de GHRH care contribuie la scăderea GH asociată cu vârsta.

Flavell și colab. (1996) au indus o varietate autosomal dominantă de nanism la șobolan prin inhibarea locală prin feedback a GHRF. Acest lucru a fost realizat prin exprimarea hormonului de creștere uman direcționat către neuronii GHRF din hipotalamusul șobolanilor transgenici. Prin imunocitochimie, hormonul uman de creștere a fost detectat în creierul șobolanilor transgenici, limitat la eminența mediană a hipotalamusului. ARNm GHRF a fost redus în hipotalamusul acestor șobolani, în contrast cu expresia crescută a GHRF care însoțește deficitul de hormon de creștere la alți șobolani pitici. ARNm al GH endogen, conținutul de GH, dimensiunea hipofizei și numărul de celule somatotrofe au fost, de asemenea, reduse semnificativ la șobolanii transgenici. Pe de altă parte, nivelurile hipofizare de ACTH și TSH au fost normale.

Kiaris și colab. (1999) au investigat dacă GHRH poate funcționa ca un factor de creștere autocrin/paracrin în carcinomul pulmonar cu celule mici (SCLC; 182280). Două linii de SCLC cultivate in vitro au exprimat ARNm pentru GHRH, care aparent a fost tradus în peptidă GHRH și apoi secretat de celule, după cum a arătat detectarea imunoreactivității asemănătoare GHRH în mediul condiționat de la celulele cultivate in vitro. În plus, nivelurile de imunoreactivitate asemănătoare GHRH în serul de la șoarecii nud purtători de xenogrefe SCLC au fost mai ridicate decât la șoarecii fără tumori. Aceste și alte rezultate au sugerat că GHRH poate funcționa ca un factor de creștere autocrin în SCLC. Tratamentul cu analogi antagoniști ai GHRH ar putea oferi o nouă abordare pentru tratamentul SCLC și al altor tipuri de cancer.

Gianotti și colab. (2000) au studiat mecanismele care stau la baza inhibării induse de factorul de creștere asemănător insulinei I (IGF1; 147440) a secreției somatotrofe la om. La 6 voluntari tineri normali (toți femei), aceștia au studiat răspunsul GH la GHRH, atât singur, cât și combinat cu arginină, despre care se crede că acționează prin inhibarea eliberării de somatostatină hipotalamică (SS), după un pretratament cu IGF1 uman recombinant (rhIGF1) sau placebo. IGF1 uman recombinant a crescut nivelurile de IGF1 circulant într-o măsură reproductibilă, iar aceste niveluri au rămas stabile și în limitele normale până la 90 de minute. Concentrația medie de GH pe parcursul a 3 ore înainte de arginină și/sau GHRH nu a fost modificată de placebo sau rhIGF1. După placebo, răspunsul GH la GHRH a fost îmbunătățit în mod izbitor de coadministrarea de arginină. Autorii au concluzionat că arginina contracarează efectul inhibitor al rhIGF1 asupra răspunsului somatotrofic la GHRH la om. Aceștia au dedus, de asemenea, că efectul inhibitor acut al rhIGF1 asupra răspunsului GH la GHRH are loc la nivelul hipotalamusului, posibil prin creșterea eliberării SS, și că arginina anulează această acțiune.

Busto et al. (2002) au identificat prezența unei bucle stimulatoare autocrine/paracrine bazate pe GHRH și o variantă de racordare a receptorilor GHRH (139191) în cancerele pancreatice, colorectale și gastrice umane. Acest lucru a sugerat o abordare a unei terapii antitumorale bazate pe blocarea acestui receptor prin antagoniști specifici ai GHRH.

Letsch și colab. (2003) au evaluat efectele antiproliferative ale unui antagonist al GHRH, JV-1-38, la șoareci nude purtători de xenogrefe subcutanate a 2 cancere de prostată umane sensibile la androgeni și 1 independent de androgeni. La modelele sensibile la androgeni, JV-1-38 a potențat foarte mult efectul antitumoral al deprivării de androgeni indusă de castrarea chirurgicală, dar a fost ineficient atunci când a fost administrat singur. Cu toate acestea, în cazul cancerului independent de androgeni, JV-1-38 singur a putut inhiba creșterea tumorii cu 57% după 45 de zile. Rezultatele au demonstrat că antagoniștii GHRH inhibă cancerul de prostată independent de androgeni și, după combinarea cu privarea de androgeni, și tumorile sensibile la androgeni. Astfel, antagoniștii GHRH ar putea fi luați în considerare pentru gestionarea atât a cancerelor de prostată androgen-dependente, cât și a celor androgen-dependente.

Halmos și colab. (2002) au investigat expresia GHRH și a variantelor de îmbinare a receptorilor GHRH, precum și caracteristicile de legare ale izoformei receptorului GHRH, în 20 de specimene chirurgicale de adenocarcinoame prostatice umane organ-confinate și local avansate. Afinitatea și densitatea receptorilor pentru GHRH au fost determinate prin teste de competiție a ligandului pe baza legării antagonistului GHRH marcat cu 125I, membranele tumorale JV-1-42. Douăsprezece din 20 de tumori (60%) au prezentat o legare specifică, cu afinitate mare pentru JV-1-42. ARNm al variantei de îmbinare-1 a fost detectat în 13 din 20 (65%) de specimene de cancer de prostată și a fost în concordanță cu prezența legării GHRH. Analizele RT-PCR au evidențiat, de asemenea, expresia ARNm pentru GHRH în 13 din 15 (86%) specimene de carcinom prostatic examinate. Prezența GHRH și a variantelor de îmbinare a receptorului său tumoral în cancerele de prostată a sugerat posibila existență a unei bucle mitogene autocrine.

Kanashiro și colab. (2003) au constatat că linia celulară de carcinom pulmonar cu celule mici DMS-153 a exprimat ARNm pentru GHRH și variantele de racordare 1 și 2 ale GHRHR, sugerând că GHRH este un factor de creștere autocrin. În plus, proliferarea liniei celulare in vitro a fost stimulată de GRP (137260) și IGF2 (147470) și inhibată de un antagonist al GHRH. Kanashiro și colab. (2003) au examinat efectele antagoniștilor GHRH și GRP asupra tumorilor produse de celulele DMS-153 xenografiată în șoareci nude. Tratamentul cu un antagonist al GHRH a redus volumul tumorii cu 28%, în timp ce un antagonist al GRP a redus volumul tumorii cu 77%. O combinație a ambilor antagoniști a redus volumul tumoral cu 95%. Analiza Western blot a indicat că efectele antitumorale au fost asociate cu o expresie redusă a TP53 (191170) care conține o mutație asociată cu tumorile. Nivelurile serice de Igf1 au fost diminuate la animalele care au primit antagoniști GHRH, iar nivelurile ARNm ale Igf2, receptorului Igf-1 (147370), receptorului Grp (305670) și receptorului Egf (131550) au fost reduse în urma tratamentului combinat.

Jessup și colab. (2003) au investigat dacă GHRH endogenă are efecte diferențiale, specifice sexului, asupra nivelurilor de GH interpulse. Au fost studiați șase bărbați sănătoși și cinci femei sănătoase, cu vârste cuprinse între 20 și 28 de ani, care nu erau obezi, nu fumau și nu luau medicamente cunoscute ca influențând secreția de GH. La ambele sexe, în timpul perfuziei antagonistului GHRH, GH mediu, amplitudinea pulsului și răspunsul GH la GHRH au scăzut semnificativ, în timp ce frecvența pulsului a rămas neschimbată. Cu toate acestea, în timpul perfuziei antagonistului GHRH, valoarea minimă a GH nu s-a modificat semnificativ la bărbați (P = 0,54), dar a scăzut semnificativ la femei (P = 0,008). Analiza de deconvoluție a confirmat lipsa unei modificări semnificative a secreției bazale la bărbați (P = 0,81), spre deosebire de femei (P = 0,006). Jessup și colab. (2003) au concluzionat că dimorfismul sexual în reglarea neuroendocrină a secreției de GH la om implică un rol diferențiat al GHRH endogen în menținerea GH-ului bazal.

Alba și Salvatori (2004) au generat șoareci lipsiți de Ghrh funcțional prin ștergerea intronului 2 și a celei mai mari părți a exonului 3 din gena Ghrh de șoarece. Această porțiune a genei codifică cei 14 aminoacizi inițiali ai proteinei mature, care sunt esențiali pentru activitatea biologică. Șoarecii Ghrh -/-/- s-au născut la raportul mendelian așteptat și păreau normali la naștere, dar au prezentat dovezi de întârziere a creșterii după a doua săptămână de viață. Glandele hipofizare ale șoarecilor Ghrh -/- au avut dimensiuni reduse și un conținut anormal de scăzut de ARNm și proteine ale hormonului de creștere. Aceștia prezentau, de asemenea, Igf1 seric redus (147440) și ARNm Igf1 hepatic redus. Șoarecii Ghrh -/- au prezentat o fertilitate normală, dar femelele mutante au prezentat o reducere consistentă a mărimii puilor. Puii de femele Ghrh -/- au prezentat o mortalitate ridicată și un eșec de dezvoltare. Masculii Ghrh -/-/- au avut o expresie normală a proteinei Ghrh-rp în testicule, ceea ce sugerează că capcana genetică utilizată pentru a elimina expresia Ghrh matură biologic activă a menținut secvența exonului 4 și 5 în cadrul secvenței in-frame în ARNm Ghrh-rp.

Shohat et al. (1989, 1991) au exclus gena GHRH din 20pter-p11.23 deoarece gena era prezentă în 2 copii la un pacient cu o deleție a acestui segment. Cu toate acestea, pacientul prezenta anomalia Rieger (vezi 180500) și un defect neurosecretor al hormonului de creștere – caracteristici care sugerează sindromul SHORT (269880).

Utilizând o sondă de ADNc radioactiv pentru analiza dot blot a ADN-ului din cromozomi sortați cu laser dublu, Rao și colab. (1991) au localizat gena GHRF pe sau în apropierea benzii 20p12.