Studio di correlazione tra i polimorfismi dei geni del metabolismo della vitamina D e la malattia perianale nella malattia di Crohn

Vitamin D (VD) is a fat-soluble vitamin essential for calcium homeostasis and that acts at the extraskeletal level. UVB skin exposure allows the synthesis of cholecalciferol. This undergoes a first hydroxylation in the leaver by the CYP2R1 enzyme and a second hydroxylation in the kidney by the CYP27B1 enzyme: active VD is obtained. VD is transported into the circulation by VDBP and exerts its activity in the target cells binding its VDR receptor. Finally, VD is inactivated by the renal enzyme CYP24A1. Nowadays, there is consensus in the literature on the role of VD in the pathogenesis and course of Crohn's disease (CD). CD is an immune-mediated, chronic, remitting, relapsing, and progressive intestinal disease of unknown etiology that can involve any tract of the gastrointestinal system. Through VDR bond, VD maintains the intestinal mucosal barrier integrity, regulates the microbiota, and exerts anti-inflammatory and immunomodulatory activity, thereby influencing the pathogenic factors of CD. Indeed, in CD patients, VD sufficiency is beneficial, as it leads to inflammation markers reduction, and it decreases the incidence of disease recurrence. VD deficiency is common in patients with CD. The correlation between single nucleotide polymorphisms (SNPs) of genes involved in VD pathway and CD has been explored in multiple studies. Perianal disease (pCD) is a severe phenotypic manifestation of CD that may present as perianal fistula, abscess, recto-vaginal fistula, or stenosis. Among the mechanisms involved in its pathogenesis we recognise local inflammation and intestinal microbiota alteration. VD seems to act on these elements. As there are currently no studies on this subject in the literature, the aim of this study is to evaluate the presence of an association between SNPs of genes coding for enzymes, transporters and receptors involved in the VD pathway and the occurrence of pCD in CD patients. The study was carried out on the biological samples of 206 patients with CD, including 34 with pCD, who were followed up at the chronic Inflammatory bowel disease clinic of San Giovanni Antica Sede Hospital in Turin, Italy. Through the use of Real-Time PCR, the genotype distribution of the following genes were assessed: VDR, CYP27B1, CYP24A1 and GC. For the association study, chi-square test was performed with calculation of p value and, when significant, logistic regression and calculation of OR with 95% CI was performed. Studying the association between SNPs and the presence of pCD, the following results were obtained: BsmI p=0.0470 and Apal p=0.0251. For BsmI heterozygous genotype there was an OR=2.5 (95% CI 1.2-5.3) of developing perianal disease and p value=0.02, while for ApaI heterozygous there was OR=2.91 (95% CI 1.3-6.6) of presenting pCD, with p value=0.01. In literature, there are several studies examining the association between the heterozygous Aa genotypes of ApaI and Bb genotypes of BsmI and increased inflammatory markers. In addition, some studies suggest that these two genotypes represent a risk factor for some diseases, including multiple myeloma, systemic lupus erythematosus, and mild cognitive disorder. This study demonstrates for the first time an impact of polymorphisms of genes associated with the VD pathway in predicting the onset of pCD. Specifically, the presence of the heterozygous genotype of BsmI and ApaI significantly increases the risk. Future studies need to be performed in different and larger cohorts of patients in order to confirm these data.

La vitamina D (VD) è una vitamina liposolubile essenziale per l’omeostasi del calcio che agisce anche a livello extrascheletrico. L’esposizione della cute agli UVB permette la sintesi di colecalciferolo. Questo subisce una prima idrossilazione a livello epatico da parte dell’enzima CYP2R1 e una seconda idrossilazione a livello renale da parte dell’enzima CYP27B1: si ottiene così la VD attiva. Questa viene trasportata in circolo dal VDBP e agisce a livello delle cellule target per mezzo del recettore VDR. Infine, la VD viene inattivata dall’enzima renale CYP24A1. In letteratura è noto il ruolo della VD nella patogenesi e nell’andamento della malattia di Crohn (CD), una patologia intestinale immunomediata, cronica, ad andamento remittente, recidivante e progressivo ad eziologia sconosciuta, che può coinvolgere un qualsiasi tratto dell’apparato gastrointestinale. Attraverso il legame con il VDR la VD mantiene l’integrità della barriera mucosale intestinale, regola il microbiota ed esplica un’attività antinfiammatoria e immunomodulatrice, influenzando i fattori patogenetici della CD. I pazienti con CD con valori sierici sufficienti di VD presentano una riduzione degli indici di flogosi e dell’incidenza di recrudescenza di malattia. La carenza di VD è frequente nei pazienti con CD. L’associazione tra i polimorfismi a singolo nucleotide (SNPs) dei geni coinvolti nel pathway della VD e la CD è oggetto di molteplici studi. La malattia perianale (pCD) è una manifestazione fenotipica severa di CD e può presentarsi come fistola perianale, ascesso, fistola retto-vaginale o stenosi. Tra i meccanismi patogenetici si riconoscono l’infiammazione locale e l’alterazione del microbiota intestinale. La VD sembrerebbe avere un impatto su questi elementi. Siccome attualmente in letteratura non sono presenti studi a riguardo, l’obiettivo di questo studio è valutare la presenza di un’associazione tra gli SNPs dei geni che codificano per enzimi, trasportatori e recettori coinvolti nel pathway della VD e l’insorgenza di pCD nei pazienti con CD. Lo studio è stato effettuato sui campioni biologici di 206 pazienti con CD, di cui 34 con pCD, seguiti presso l’ambulatorio Malattie infiammatorie croniche intestinali dell’ospedale San Giovanni Antica Sede di Torino. Tramite l’uso della PCR Real-Time, si è valutata la distribuzione dei genotipi dei seguenti geni: VDR, CYP27B1, CYP24A1 e GC. Per lo studio di associazione è stato effettuato il test del chi-quadro con il calcolo del p value e, quando significativo, è stata effettuata la regressione logistica e il calcolo dell’OR con IC al 95%. Studiando l’associazione tra gli SNPs e la presenza di pCD sono stati ottenuti i seguenti risultati: BsmI p=0,0470 e Apal p=0,0251. Per BsmI il genotipo eterozigote è risultato un OR=2,5 (95% IC 1,2–5,3) di avere malattia perianale e p value=0,02, mentre per ApaI eterozigote OR=2,91 (95% IC 1,3–6,6) con p value=0,01. In letteratura, esistono diversi studi che analizzano l’associazione tra i genotipi eterozigoti Aa di ApaI e Bb di BsmI e un aumento degli indici di infiammazione. Inoltre, alcuni studi suggeriscono che questi due genotipi rappresentino un fattore di rischio per alcune malattie, tra cui il mieloma multiplo, il lupus eritematoso sistemico e il disturbo cognitivo lieve. Questo studio dimostra per la prima volta un impatto dei polimorfismi di geni associati al pathway della VD nel predire l’insorgenza di pCD. Nello specifico, la presenza del genotipo eterozigote di BsmI e ApaI aumenta in modo statisticamente significativo il rischio. Studi futuri dovranno essere effettuati in differenti e più grandi coorti di pazienti in modo da confermare questi dati.