mesЭкстремальная биомедицинаExtreme Medicine3033-89643033-8972Centre for Strategic Planning of the Federal Medical and Biological Agency10.47183/mes.2024.012mes-96Research ArticleОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕORIGINAL RESEARCHСвязь гена GSTP1 с функциональным состоянием почек у больных сахарным диабетомAssociation of GSTP1 gene with renal function in patients with diabetes mellitusКостюшокН. Я.KostyushokN. Ya.

Надежда Яновна Костюшок

ул. Седина, д. 4, г. Краснодар, 350063

Nadezhda Ya. Kostyushok

Sedina, 4, Krasnodar, 350063

ShagalovaN@list.ruГорновС. В.GornovS. V.

Москва

Moscow

СизовА. В.SizovA. V.

Москва

Moscow

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства РоссииРоссияFederal Scientific and Clinical Center for Specialized Types of Medical Care and Medical Technologies of the Federal Medical Biological AgencyRussian FederationФедеральный научный клинический центр медицинской реабилитации и курортологии Федерального медико-биологического агентства РоссииРоссияFederal Research and Clinical Center of Medical Rehabilitation and Balneology of the Federal Medical Biological AgencyRussian Federation2024241020242615056Copyright © Костюшок Н.Я., Горнов С.В., Сизов А.В., 20242024Костюшок Н.Я., Горнов С.В., Сизов А.В.Kostyushok N.Y., Gornov S.V., Sizov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.extrememedicine.ru/jour/article/view/96

Введение в клинико-лабораторную диагностику точечных генетических ассоциаций позволит врачу определять риск тяжелого течения диабета и его осложнений, делая упор на выявление генетически детерминированного патологического состояния. Целью работы было выявить молекулярно- генетические маркеры тяжелого течения диабетической нефропатии у пациентов с сахарным диабетом (СД) 1-го и 2-го типа на основании изучения гена GSTP1 (I105V). Проводили генотипирование локуса I105V гена GSTP1 у пациентов с СД 1-го и 2-го типа. Далее выявляли особенности окислительного статуса, свободнорадикального окисления и функции почек у пациентов с различными полиморфными вариантами исследуемого гена. Пациенты с СД 1-го типа — носители гетерозиготного варианта полиморфизма (Ile\Val) гена GSTP1 — имели более высокий уровень активности ферментов окислительного стресса (глутатион-S-трансферазы, каталазы) и малонового диальдегида по сравнению с гомозиготными носителями (р < 0,001, р < 0,001, р < 0,05). У них также выявлено значимое повышение уровня триглицеридов в 1,6 раз и повышение уровня гликированного гемоглобина в 1,1 раз (р < 0,05). Пациенты с СД 2-го типа — носители гомозиготного по аллелю 2 полиморфизма (Val/Val) гена GSTP1 — имели более высокий уровень малонового диальдегида (100,5 мкмоль/л, (р < 0,001)), что сочеталось с более тяжелым течением диабетической нефропатии (среднее значение скорости клубочковой фильтрации — 48 мл/мин/1,73 м2 , уровень суточной альбуминурии — 0,9 г/л; р < 0,01). Предложено производить анализ гена GSTP1 (I105V) у лиц с СД 1-го и 2-го типа. Данный полиморфизм в гетерозиготном состоянии у лиц с СД 1-го типа и в гомозиготном по аллелю 2 состоянии у лиц с СД 2-го типа неблагоприятен в отношении течения СД и его осложнений.

Introduction of point genetic associations into clinical and laboratory diagnosis will allow the physician to determine the risk of severe diabetes mellitus and its complications with a focus on detection of the genetically determined disorder. The study was aimed to identify the molecular genetic markers of severe diabetic nephropathy in patients with type 1 and 2 diabetes mellitus (DM) based on the GSTP1 (I105V) gene assessment. Genotyping of the GSTP1 gene I105V locus was performed in patients with type 1 and 2 DM. Then we identified the features of oxidative status, free radical oxidation, and renal function in patients with various polymorphic variants of the studied gene. Patients with type 1 DM, who were carriers of the GSTP1 heterozygous polymorphic variant (Ile/Val), showed higher activity of the oxidative stress enzymes (glutathione-S-transferase, catalase) and malondialdehyde compared to homozygous carriers (р < 0.001, р < 0.001, р < 0.05). They also showed a significant increase in the levels of triglycerides (1.6-fold) and the glycated hemoglobin levels (1.1-fold) (p < 0.05). Patients with type 2 DM, who were carriers of the GSTP1 polymorphism homozygous for allele 2 (Val\Val), had a higher level of malondialdehyde (100.5 µmol/L, (р < 0.001)), which was associated with the more severe diabetic nephropathy (average glomerular filtration rate — 48 mL/min/1.73 m2, 24-h urinary albumin excretion — 0.9 g/L; р < 0.01). It has been proposed to assess the GSTP1 (I105V) gene in individuals with type 1 and 2 DM. This polymorphism that is heterozygous in individuals with type 1 DM and homozygous for allele 2 in individuals with type 2 DM is unfavorable in terms of the DM course and complications.

диабетическая нефропатияокислительный стрессген GSTP1 (I105V)персонифицированная медицинаdiabetic nephropathyoxidative stressGSTP1 (I105V) genepersonalized medicineReferencesИванец Н. В. Научное обоснование совершенствования управления деятельностью централизованной клинико-диагностической лаборатории [диссертация]. Национальный научно-исследовательский институт общественного здоровья РАМН, 2015.Ivanets NV. Nauchnoe obosnovanie sovershenstvovaniya upravleniya deyatel'nost'yu tsentralizovannoy kliniko-diagnosticheskoy laboratorii [dissertation]. Natsional'nyy nauchno-issledovatel'skiy institut obshchestvennogo zdorov'ya RAMN, 2015. Russian.Пальцев М. А. Персонализированная медицина. Наука в России. 2011; 1: 12–7. ISSN 0869-7078.Paltsev MA. Personalizirovannaya meditsina. Nauka v Rossii. 2011; 1: 12–7. ISSN 0869-7078. Russian.Бибикова В. В., Эмануэль В. Л. Современное положение специализированной клинико-диагностической лаборатории и ее роль при переходе к персонализированной медицине. Лабораторная служба. 2020; 9 (3): 16–23.Bibikova VV, Emanuel VL. Current Status of Specialized Clinical Laboratory and its Role in Facilitating a Transition Towards Personalized Medicine. Laboratory Service. 2020; 9 (3): 16–23. Russian.Heerspink HJ, Cherney DZ, Groop PH, Matthieu C, Rossing P, Tuttle KR. People with type 1 diabetes and chronic kidney disease urgently need new therapies: a call for action. The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2023; 11 (8): 536–40.Heerspink HJ, Cherney DZ, Groop PH, Matthieu C, Rossing P, Tuttle KR. People with type 1 diabetes and chronic kidney disease urgently need new therapies: a call for action. The Lancet Diabetes & Endocrinology. 2023; 11 (8): 536–40.Асфандиярова Н. С. Смертность при сахарном диабете 2-го типа. Сахарный диабет. 2015; 18 (4): 12–21. DOI: 10.14341/DM6846.Asfandiyarova NS. A review of mortality in type 2 diabetes mellitus. Diabetes mellitus. 2015; 18 (4): 12–21. DOI: 10.14341/DM6846. Russian.Rawshani A, Sattar N, Franzén S, McGuire DK, Eliasson B. Relative prognostic importance and optimal levels of risk factors for mortality and cardiovascular outcomes in type 1 diabetes mellitus. Circulation. 2019; 139 (16): 1900–12.Rawshani A, Sattar N, Franzén S, McGuire DK, Eliasson B. Relative prognostic importance and optimal levels of risk factors for mortality and cardiovascular outcomes in type 1 diabetes mellitus. Circulation. 2019; 139 (16): 1900–12.De Boer IH, Khunti K, Sadusky T, Tuttle KR, Neumiller JJ, Rhee CM, et al. Diabetes management in chronic kidney disease: a consensus report by the American Diabetes Association (ADA) and Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO). Diabetes Care. 2022; 45 (12): 3075–90. DOI: 10.1016/j.kint.2022.08.012.De Boer IH, Khunti K, Sadusky T, Tuttle KR, Neumiller JJ, Rhee CM, et al. Diabetes management in chronic kidney disease: a consensus report by the American Diabetes Association (ADA) and Kidney Disease: Improving Global Outcomes (KDIGO). Diabetes Care. 2022; 45 (12): 3075–90. DOI: 10.1016/j.kint.2022.08.012.Piani MIF, Tommerdahl KL, Severn C, Chung LT, MacDonald A, et al. Aminoaciduria and metabolic dysregulation during diabetic ketoacidosis: results from the diabetic kidney alarm (DKA) study. Journal of Diabetes and its Complications. 2022; 36 (6): 108203. DOI: 10.1016/j.jdiacomp.2022.108203.Piani MIF, Tommerdahl KL, Severn C, Chung LT, MacDonald A, et al. Aminoaciduria and metabolic dysregulation during diabetic ketoacidosis: results from the diabetic kidney alarm (DKA) study. Journal of Diabetes and its Complications. 2022; 36 (6): 108203. DOI: 10.1016/j.jdiacomp.2022.108203.Дедов И. И., Шестакова М. В., Викулова О. К. Сахарный диабет в Российской Федерации: распространенность, заболеваемость, смертность, параметры углеводного обмена и структура сахароснижающей терапии по данным Федерального регистра сахарного диабета, статус 2017 г. Сахарный диабет. 2018; 21 (3): 144–59.Dedov II, Shestakova MV, Vikulova OK, Zheleznyakova AV, Isakov MА. Diabetes mellitus in Russian Federation: prevalence, morbidity, mortality, parameters of glycaemic control and structure of glucose lowering therapy according to the Federal Diabetes Register, status 2017. Diabetes mellitus. 2018; 21 (3): 144–59. Russian.Шестакова М. В. Сахарный диабет и хроническая болезнь почек: современная диагностика и лечение. Вестник Российской академии медицинских наук. 2012; 67 (1): 45–9.Shestakova МV. Diabetes mellitus and chronic kideny disease: modern diagnostics and treatment. Annals of the Russian Academy of Medical Sciences. 2012; 67 (1): 45–9. Russian.Иллариошкин С. Н. Современные представления об этиологии болезни Паркинсона. Неврологический журнал. 2015; 20 (4): 4–13.Illarioshkin SN. Modern view on etiology of parkinson's disease. Nevrologicheskiy zhurnal. 2015; 20 (4): 4–13. Russian.Liu D Liu Y, Ran L, Shang H, Li D. GSTT1 and GSTM1 polymorphisms and prostate cancer risk in Asians: a systematic review and meta-analysis. Tumor Biology. 2013; 34: 2539–44.Liu D Liu Y, Ran L, Shang H, Li D. GSTT1 and GSTM1 polymorphisms and prostate cancer risk in Asians: a systematic review and meta-analysis. Tumor Biology. 2013; 34: 2539–44.Santric V, Djokic M, Suvakov S, Pljesa-Ercegovac M, Nikitovic M, Radic T, et al. GSTP1 rs1138272 polymorphism affects prostate cancer risk. Medicina. 2020; 56 (3): 128.Santric V, Djokic M, Suvakov S, Pljesa-Ercegovac M, Nikitovic M, Radic T, et al. GSTP1 rs1138272 polymorphism affects prostate cancer risk. Medicina. 2020; 56 (3): 128.ZamekGliszczynski MJ, Giacomini KM, Zhang L. Emerging clinical importance of hepatic organic cation transporter 1 (OCT1) in drug pharmacokinetics, dynamics, pharmacogenetic variability, and drug interactions. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 2018; 5: 758–60.ZamekGliszczynski MJ, Giacomini KM, Zhang L. Emerging clinical importance of hepatic organic cation transporter 1 (OCT1) in drug pharmacokinetics, dynamics, pharmacogenetic variability, and drug interactions. Clinical Pharmacology & Therapeutics. 2018; 5: 758–60.Могиленкова Л. А., Рембовский В. Р. Роль генетического полиморфизма и различия в детоксикации химических веществ в организме человека. Гигиена и санитария. 2016; 95 (3): 255–62.Mogilenkova LA, Rembovskiy VR. Role of genetic polymorphism and differences in the detoxification of chemical substances in the human body. Hygiene and Sanitation. 2016; 95 (3): 255–62. Russian.Westphal C, Konkel A, Schunck WH. Cytochrome p450 enzymes in the bioactILE/VALation of polyunsaturated Fatty acids and their role in cardiovascular disease. Monooxygenase, Peroxidase and Peroxygenase Properties and Mechanisms of Cytochrome P450. 2015; 151–87.Westphal C, Konkel A, Schunck WH. Cytochrome p450 enzymes in the bioactILE/VALation of polyunsaturated Fatty acids and their role in cardiovascular disease. Monooxygenase, Peroxidase and Peroxygenase Properties and Mechanisms of Cytochrome P450. 2015; 151–87.Сирота Т. В. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использование его для измерения активности супероксиддисмутазы. Вопросы медицинской химии. 1999; 45 (3): 263–72.Sirota TV. Novyy podkhod v issledovanii protsessa autookisleniya adrenalina i ispol'zovanie ego dlya izmereniya aktivnosti superoksiddismutazy. Voprosy meditsinskoy khimii. 1999; 45 (3): 263–72. Russian.Королюк М. А., Иванова Л. И., Майорова И. Г., Токарев В. Е. Метод определения активности каталазы. Лабораторное дело. 1988; 1: 16–9.Korolyuk MA, Ivanova LI, Mayorova IG, Tokarev VE. Metod opredeleniya aktivnosti katalazy. Laboratornoe delo. 1988; 1: 16–9. Russian.Karpishchenko AI. Medical laboratory technologies and diagnostics: Guide. Vol. 2: Medical laboratory technologies. St. Petersburg: Intermedica, 1999; p. 792.Karpishchenko AI. Medical laboratory technologies and diagnostics: Guide. Vol. 2: Medical laboratory technologies. St. Petersburg: Intermedica, 1999; p. 792.Stalnaya ID, Garishvili TG, 1977. Method of determination of malonic dialdehyde using thiobarbityric acid. In: Modern methods in biochemistry. M.: Medicine, 1977; p. 66–8.Stalnaya ID, Garishvili TG, 1977. Method of determination of malonic dialdehyde using thiobarbityric acid. In: Modern methods in biochemistry. M.: Medicine, 1977; p. 66–8.Костюшок Н. Я., Павлюченко И. И., Иванова Л. А., Прозоровская Ю. И. Роль гена второй фазы системы биотрансформации ксенобиотиков gstp1 (ile105val) в развитии диабетической нефропатии у пациентов с сахарным диабетом 2-го типа. Современные проблемы науки и образования. 2022; 4. Доступно по ссылке: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31902.Kostyushok NY, Pavlyuchenko II, Ivanova LA, Prozorovskaya YI. The role of the gene of the second phase of the xenobiotic biotransformation system gstp1 (ile105val) in the development of diabetic nephropathy in patients with type 2 diabetes mellitus. Modern problems of science and education. 2022; 4. Available from: https://science-education.ru/ru/article/view?id=31902. Russian.National Center for Biotechnology Information: Single Nucleotide Polymorphism Database (1998). Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/.National Center for Biotechnology Information: Single Nucleotide Polymorphism Database (1998). Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/.Stoian A, Bănescu C, Bălaşa RI, Moţăţăianu A, Stoian M, Moldovan VG, et al. Influence of GSTM1, GSTT1, and GSTP1 polymorphisms on type 2 diabetes mellitus and diabetic sensorimotor peripheral neuropathy risk. Disease markers. 2015; 2015: 638693.Stoian A, Bănescu C, Bălaşa RI, Moţăţăianu A, Stoian M, Moldovan VG, et al. Influence of GSTM1, GSTT1, and GSTP1 polymorphisms on type 2 diabetes mellitus and diabetic sensorimotor peripheral neuropathy risk. Disease markers. 2015; 2015: 638693.Agrawal S, Tripathi G, Khan F, Sharma R, Baburaj VP, et al. Relationship between GSTs gene polymorphism and susceptibility to end stage renal disease among North Indians. Renal failure. 2007; 29 (8): 947–53.Agrawal S, Tripathi G, Khan F, Sharma R, Baburaj VP, et al. Relationship between GSTs gene polymorphism and susceptibility to end stage renal disease among North Indians. Renal failure. 2007; 29 (8): 947–53.Vojtková J, Ďurdík P, Čiljaková M, Michnová Z, Turčan T, Babušíková E. The association between glutathione S-transferase T1 and M1 gene polymorphisms and cardiovascular autonomic neuropathy in Slovak adolescents with type 1 diabetes mellitus. Journal of Diabetes and its Complications. 2013; 27 (1): 44–8.Vojtková J, Ďurdík P, Čiljaková M, Michnová Z, Turčan T, Babušíková E. The association between glutathione S-transferase T1 and M1 gene polymorphisms and cardiovascular autonomic neuropathy in Slovak adolescents with type 1 diabetes mellitus. Journal of Diabetes and its Complications. 2013; 27 (1): 44–8.Перова Н. В., Драпкина О. М. Триглицериды: структура, метаболизм, физиологические функции. M.: ООО «Видокс», 2021; 192 с.Perova NV, Drapkina OM. Triglitseridy: struktura, metabolizm, fiziologicheskie funktsii. M.: OOO «Vidoks», 2021; p. 192. Russian.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.