Μελέτη της γενετικής βάσης της κοιλιοκάκης σε έλληνες ασθενείς: προεκτάσεις στην ανοσογενετική

Abstract

Celiac disease is a complex chronic immune-mediated disorder of the small intestine. Today, the pathobiology of the disease is unclear, perplexing differential diagnosis, patient stratification, and decision-making in the clinic. Several genetic, epidemiological, clinical, serological, and pathophysiological data indicate that celiac disease is associated with autoimmune thyroid disorders and in particular, Graves’ disease. Today, no clear nomogram is effective to allow for optimum disease management and patient stratification. Herein, we adopted a next-generation sequencing approach in a celiac disease trio of Greek descent to identify all genomic variants with the potential of celiac disease predisposition. Additionally, we explored the role of selected genomic variants resulting from extensive data mining for overlapping susceptibility between Graves’ disease and paediatric coeliac disease aiming for an immunogenetic model towards the identification of coeliac disease patients with an increased risk of developing Graves’ disease.The multi-step next-generation sequencing-based family genomics approach revealed six genomic variants of prime interest: SLC9A4 c.1919G>A, KIAA1109 c.2933T>C and c. 4268_4269delCCinsTA, HoxB6 c.668C>A, HoxD12 c.418G>A, and NCK2 c.745_746delAAinsG, from which NCK2 c. 745_746delAAinsG is novel. Data validation in pediatric celiac disease patients of Greek (n = 109) and Serbian (n = 73) descent and their healthy counterparts (n = 111 and n = 32, respectively) indicated that HoxD12 c. 418G>A is more prevalent in celiac disease patients in the Serbian population (P < 0.01), while NCK2 c.745_ 746delAAinsG is less prevalent in celiac disease patients rather than healthy individuals of Greek descent (P = 0. 03). SLC9A4 c.1919G>A and KIAA1109 c.2933T>C and c.4268_4269delCCinsTA were more abundant in patients; nevertheless, they failed to show statistical significance.Moreover, extensive data mining, pathway analysis and literature review resulted in the selection of (CTLA4) c.*1421G>A, c.*1384G>A και c.49A>G, c. 49A>T, BACH2 c.-162+36253G>T και c.-274-41831G>C; c.-275+4001G> και IL23R c.956-8194A>G, c.956-819A>T. Data validation in pediatric celiac disease patients of Hellenic origin (n=109) and their ethnically matched counterparts (n=111) indicated that CTLA4 c.*1421G>A, c.*1384G>A is less prevalent in celiac disease patients rather than healthy individuals of Greek descent (P = 0. 01). CTLA4 c.49A>G, c. 49A>T and BACH2 c.-162+36253G>T and IL23R c.-274-41831G>C; c.956-8194A>G, c.956-819A>T were more abundant in patients and BACH2 c.-275+4001G> T was more prevalent in healthy individuals; nevertheless, they failed to show statistical significance.The immunogenomics approach described herein may serve as a paradigm towards the identification of novel functional variants for theranostics and comorbidity biomarker discovery aiming to dissect the genetic basis of pediatric celiac disease in patients of Hellenic origin. Such risk variants may serve as the building block of a nomogram to optimize Graves’ and Celiac disease management and patient stratification.

Η κοιλιοκάκη είναι μια σύνθετη χρόνια ανοσοδιαμεσολαβούμενη διαταραχή του λεπτού εντέρου. Σήμερα, η παθοβιολογία της νόσου είναι ασαφής, προκαλεί σύγχυση στη διαφορική διάγνωση, τη στρωματοποίηση των ασθενών και τη λήψη αποφάσεων στην κλινική. Αρκετά γενετικά, επιδημιολογικά, κλινικά, ορολογικά και παθοφυσιολογικά δεδομένα υποδεικνύουν ότι η κοιλιοκάκη σχετίζεται με αυτοάνοσες διαταραχές του θυρεοειδούς και ειδικότερα με τη νόσο του Graves. Σήμερα, κανένα σαφές νομόγραμμα δεν είναι αποτελεσματικό για να επιτρέπει τη βέλτιστη διαχείριση της νόσου και τη στρωματοποίηση των ασθενών.Στην παρούσα έρευνα, εφαρμόσαμε μια προσέγγιση επόμενης γενιάς αλληλούχησης και ανάλυση τύπου trio σε μια οικογένεια ελληνικής καταγωγής για τον εντοπισμό γενετικών παραλλαγών/ βιοδεικτών προδιάθεσης για τη κοιλιοκάκη. Επιπλέον, διερευνήσαμε το ρόλο επιλεγμένων γενετικών παραλλαγών, που προέκυψαν από εκτεταμένη εξόρυξη δεδομένων για την αλληλεπικαλυπτόμενη ευαισθησία (συννοσηρότητα) της νόσου του Graves και της κοιλιοκάκης στην παιδική ηλικία, με στόχο ένα ανοσογενετικό μοντέλο για τη βέλτιστη διαστρωμάτωση ασθενών με κοιλιοκάκη και αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης της νόσου του Graves.Η προσέγγιση αλληλούχησης επόμενης γενιάς αποκάλυψε έξι γενωμικές παραλλαγές πρωταρχικού ενδιαφέροντος: SLC9A4 c.1919G>A, KIAA1109 c.2933T>C και c. 4268_4269delCCinsTA, HΟΧB6 c.668C>Α, HΟΧD12 c.418G>Α και NCK2 c.745_746delAAinsG, από τις οποίες η NCK2 c.745_746delAAinsG είναι καινοφανής. Η επικύρωση των δεδομένων σε ασθενείς με κοιλιοκάκη στην παιδική ηλικία ελληνικής (n = 109) και σερβικής (n = 73) καταγωγής και στους υγιείς ομολόγους τους (n = 111 και n = 32, αντίστοιχα) έδειξε ότι η HΟΧD12 c.418G>Α (P <0,01) είναι περισσότερο συχνή στους ασθενείς με κοιλιοκάκη, έναντι των υγιών ατόμων σερβικής καταγωγής, ενώ η NCK2 c.745_ 746delAAinsG είναι λιγότερο κυρίαρχη στους ασθενείς με κοιλιοκάκη έναντι των υγιών ατόμων ελληνικής καταγωγής (P = 0,03). Οι SLC9A4 c.1919G>A και KIAA1109 c.2933T>C και c.4268_4269delCCinsTA ήταν πιο συχνές στους ασθενείς. Παρ 'όλα αυτά, δεν απέδειξαν στατιστική σημαντικότητα.Επιπλέον, η εκτεταμένη εξόρυξη δεδομένων και κειμένου, η ανάλυση των μοριακών μονοπατιών και η συστηματική ανασκόπηση της βιβλιογραφίας οδήγησαν στην επιλογή των CTLA4 c.*1421G>A, c.*1384G>A και c.49A>G, c. 49Α>Τ, BACH2 c.-162 + 36253G> Τ και c.-274-41831G> C; c.-275 + 4001G> και IL23R c.956-8194Α>G, c.956-819Α>Τ. Η επικύρωση των δεδομένων σε ασθενείς με κοιλιακή στην παιδική ηλικία ελληνικής καταγωγής (n = 109) και στους ομόλογούς τους (n = 111) έδειξε ότι η CTLA4 c.*1421G>A, c. *1384G>A είναι λιγότερο διαδεδομένη στους ασθενείς με κοιλιοκάκη έναντι των υγιών ατόμων (P = 0,01). Οι CTLA4 c.49A>G, c. 49Α>Τ, BACH2 c.-162 + 36253G> Τ και IL23R c.-274-41831G> C. c.956-8194A> G, c.956-819A> T ήταν πιο συχνές στους ασθενείς έναντι των υγιών ατόμων και η BACH2 c.-275 + 4001G>T ήταν πιο διαδεδομένη στα υγιή άτομα έναντι των παιδιατρικών ασθενών με κοιλιοκάκη. Εντούτοις, δεν απέδειξαν στατιστική σημασία.Η ανοσογονιδιωματική προσέγγιση που περιγράφεται στο παρόν πόνημα δύναται να αποτελέσει πρότυπο για την ταυτοποίηση νέων λειτουργικών παραλλαγών/ βιοδεικτών θερανοστικής και συννοσηρότητας, με σκοπό την αποσαφήνιση της γενετικής συνιστώσας της κοιλιοκάκης στην παιδική ηλικία στον ελληνικό πληθυσμό. Τέτοιες παραλλαγές κινδύνου μπορούν να χρησιμεύσουν ως δομικό στοιχείο ενός νομογράμματος για τη βελτιστοποίηση της διαχείρισης της κοιλιοκάκης και της νόσου του Graves και της στρωματοποίησης των ασθενών.