Molecular analysis of the vitaminD and estrogen receptor in osteoporosis

The importance of genetic factors in the pathogenesis of osteoporosis is known and the involvement of vitamin D and estrogen, two regulatory factors which act through their corresponding intracellular receptors, in bone metabolism and maintenance of bone density is well established. The purpose of this thesis was the molecular analysis of the Bsm I, Apa I and Taq I polymorphisms in the vitamin D receptor (VDR) gene and screening for point mutations of exon 1 and 2 of the estrogen receptor alpha (ERα) gene, in order to determine if these factors are correlated with the pathogenesis of osteoporosis. The population studied was divided in 53 normal women, 59 random osteoporotic women and 26 osteoporotic women belonging to 12 families. We used techniques of molecular biology (PCR, DGGE, SSCP, Sequencing) and statistical analysis for the VDR gene. We analysed the genotypes BB, tt and AA which had been correlated, in the literature, with low bone density. The frequencies of the BB, tt and AA genotypes was 21%, 21%, 36% (normal women), 24%, 20%, 34% (osteoporotic women) and 15%, 12%, 27% (osteoporotic families). Correspondingly, statistical analysis showed no statistical significant differences in the distribution of the VDR genotypes in the three populations. Molecular analysis of exons 1 and 2 of the ERα gene was also carried out in the three populations. Two polymorphisms in codon 10 and codon 87 were revealed, but no correlation with osteoporosis was observed. The pathogenesis of osteoporosis is not associated with the VDR polymorphisms or with point mutations, deletions, insertions in exons 1 and 2 of the ERα gene. The above polymorphisms can not be used as genetic markers for prognosis of osteoporosis in the greek population.Η σημασία των γενετικών παραγόντων στην αιτιοπαθογένεια της οστεοπόρωσης είναι γνωστή. Η εμπλοκή τόσο της βιταμίνης D όσο και των οιστρογόνων, δύο ρυθμιστικών παραγόντων που δρουν μέσω των αντίστοιχων ορμονουποδοχέων τους, στο οστικό μεταβολισμό και τη διατήρηση της οστικής πυκνότητας έχει τεκμηριωθεί. Σκοπός της διατριβής ήταν η μελέτη των πολυμορφισμών Bsm I, Apa I και Taq I στο γονίδιο του υποδοχέα της βιταμίνης D (VDR) καθώς και η ανίχνευση νουκλεοτιδικών αλλαγών στα εξώνια 1 και 2 του γονιδίου του υποδοχέα άλφα (ERα) των οιστρογόνων και ο πιθανός συσχετισμός αυτών με την παθογένεια της οστεοπόρωσης. Μελετήθηκαν 53 φυσιολογικές γυναίκες, 59 τυχαίες οστεοπορωτικές γυναίκες και 26 οστεοπορωτικές γυναίκες που ανήκαν σε 12 οικογένειες. Χρησιμοποιήθηκαν σύγχρονες τεχνικές μοριακής βιολογίας (PCR, DGGE, SSCP, Sequencing) και στατιστική ανάλυση. Όσον αφορά τον VDR αναλύθηκε ο γονότυπος BB, tt και AA, που βιβλιογραφικά είχε συσχετισθεί με χαμηλή οστική πυκνότητα. Η αναλογία των BB, tt και AA γονοτύπων βρέθηκε να είναι 21%, 21%, 36% (φυσιολογικές γυναίκες), 24%, 20%, 34% (οστεπ. γυναίκες) και 15%, 12%, 27% (οστεοπ. οικογένειες), αντιστοίχως. Η στατιστική ανάλυση δεν έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές στη συχνότητα των VDR γονότυπων μεταξύ των τριών πληθυσμών. Στους ίδιους πληθυσμούς έγινε μοριακή μελέτη των εξονίων 1 και 2 του ERα. Βρέθηκαν δύο πολυμορφισμοί στα κωδικόνια 10 και 87 χωρίς όμως να παρατηρηθεί συσχετισμός με την οστεοπόρωση. Η παθογένεια της οστεοπόρωσης δεν συσχετίζεται με πολυμορφισμούς στο γονίδιο του VDR ή με σημειακές μεταλλάξεις, ελλείψεις ή προσθήκες στα εξώνια 1 και 2 του ERα. Δεν είναι δυνατή η χρήση των παραπάνω πολυμορφισμών ως γενετικών δεικτών για την πρόγνωση της οστεοπόρωσης στον ελληνικό πληθυσμό