Investigadores de la Universidad de Medicina de Carolina del Sur MUSC informan una investigación preclínica que muestra que una variante genética codificada en el factor cistólico neutrófilo 1 NCF1 está asociada con un mayor riesgo de enfermedades autoinmunes, incluido el lupus eritematoso sistémico LES, reumatoideartritis y síndrome de Sjögren, en la edición de enero de 2017 de Genética de la naturaleza .
Los datos indican que el aumento de NCF1 protege contra SLE mientras que la disminución de NCF1 aumenta el riesgo de SLE y resalta el papel patogénico de las especies de oxígeno reactivo reducido en el desarrollo de enfermedades autoinmunes.
Los polimorfismos de un solo nucleótido SNP, por sus siglas en inglés son el tipo más común de variación genética humana; cada uno representa una pequeña diferencia en un nucleótido: los componentes básicos de nuestro ADN. El Immunochip para mapeo fino esUna herramienta importante para realizar estudios de asociación de genoma completo de los componentes genéticos de la enfermedad. Los investigadores utilizan el Immunochip para investigar muestras de ADN de personas con una enfermedad en particular para detectar señales de desequilibrio de enlace LD que iluminan las asociaciones entre SNP específicos y la enfermedad.
Se sabe que las enfermedades autoinmunes como el LES tienen un fuerte componente genético y, hasta la fecha, se han identificado e incluido docenas de SNP asociados con LES en el Immunochip. El talón de Aquiles es, por supuesto, que el Immunochip no puede identificar asociaciones conSNP que no incluye.
Cuando los investigadores de MUSC genotiparon muestras de ADN de pacientes con LES chinos, europeos y afroamericanos, encontraron una fuerte señal en la muestra china en el locus rs73366469 en la región intergénica GTF2IRD1-GTF2I en 7q11.23. Esto fue desconcertanteporque ese locus no era consistente con los loci de LES identificados por otros estudios de asociación de todo el genoma.Además, la señal muy fuerte en la muestra china apareció como una señal modesta en la muestra europea-estadounidense y no apareció en absoluto en el afroamericanomuestra.
"Un verdadero gen de riesgo debería ser el mismo en todas las poblaciones", explicó Betty Pei-tie Tsao, Ph.D., Richard M. Silver, Presidente de Investigación de Inflamación en MUSC y autora principal del artículo.una señal fuerte, nos preguntamos, '¿por qué nadie más la ha visto?' Queríamos averiguar si lo que estábamos viendo era cierto y explicarlo ".
El equipo confirmó su hallazgo utilizando una plataforma de genotipado diferente en una muestra asiática independiente proporcionada por Nan Shen, MD, Ph.D., profesora de medicina y directora del Instituto de Reumatología de Shanghai en la Facultad de Medicina de la Universidad Jiao Tong de Shanghai. Pero, debido a que rs73366469 no mostró LD con ningún SNP en el Immunochip, los investigadores plantearon la hipótesis de que el SNP que contiene el verdadero factor de riesgo subyacente no estaba incluido en él.
"Entramos en el estudio a partir de nuestras muestras asiáticas y luego comenzamos a buscar esta señal en otras poblaciones", dijo Tsao. "Cada grupo étnico tiene un trasfondo ancestral diferente y diferentes patrones de LD. Utilizamos la intensidad de la señal de LD como guíapara encontrar nuestro camino hacia el verdadero gen de riesgo: la variante particular que realmente causó el mayor riesgo de lupus ".
Debido a que el SNP que estaban buscando probablemente no estaba incluido en el Immunochip, el equipo recurrió al conjunto de datos del Proyecto 1000 Genomas, donde encontraron dos SNP que no solo no estaban en el Immunochip, sino que también producían señales LD más fuertes con rs73366469en pacientes asiáticos que en pacientes europeos o africanos. Uno de estos dos, rs117026326 ubicado en el intrón 9 de GTF2I, mostró una asociación más fuerte con LES que el locus original o el otro del Proyecto 1000 Genomas.
Cuando los investigadores se centraron en rs117026326, vieron que el gen NCF1 estaba cerca. Esto era importante porque se cree que NCF1, que codifica una subunidad de NOX2, está relacionado con el LES debido a su papel en la activación del complejo fagocítico NOX2.
Los estudios preclínicos han demostrado que NOX2 no funcional exacerba el lupus en ratones. Además, NCF2, que codifica otra subunidad de NOX2, está asociado con el riesgo de LES en los estadounidenses de origen europeo.
La fuerte asociación de rs117026326 con SLE y las implicaciones funcionales del NCF1 cercano llevaron al equipo a su siguiente hipótesis: que el SNP rs117026326 podría etiquetar variantes causales de NCF1 que no estaban presentes en la base de datos del Proyecto 1000 Genomas.
Pero desentrañar este misterio no iba a ser fácil.
"Esta es una región genómica muy compleja", explicó Tsao. "El gen NCF1 tiene dos gemelos casi idénticos - NCF1B y NCF1C - que son 98% iguales. Pero son pseudogenes no funcionales. Esto hace quetrabajar en esta región del genoma humano es muy difícil. Es por eso que el método de secuenciación de próxima generación que ha estado haciendo el Proyecto 1000 Genomas no pertenece a esta región ".
Los investigadores creían que las técnicas de mapeo comúnmente utilizadas por los proyectos más grandes, aunque eficientes, limitaban su capacidad de encontrar secuencias únicas entre todas las copias y duplicaciones en esta región. Por lo tanto, decidieron establecer su propio ensayo de PCR nuevo.
"No se puede secuenciar fácilmente esta región utilizando las técnicas de la próxima generación", dijo Tsao. "Entonces, teníamos que hacerlo a la antigua usanza, que requería mucho tiempo y trabajo. Genotipar la región correctamente, usamos PCR para amplificar selectivamente las copias de NCF1 y realizar pruebas de variación del número de copias. Luego, solo usamos muestras sin variación del número de copias para examinar la variante de NCF1. Este método aseguró que lo que identificamos como una variante de NCF1 era realmente una variante ".
Utilizando esta estrategia, el equipo identificó 67 SNP, cuatro de los cuales tenían una fuerte asociación con rs117026326. Después de realizar una larga serie de pruebas múltiples en muestras de varias poblaciones étnicas, eliminaron gradualmente tres de los cuatro SNP y determinaron que el unollamada p.Arg90His era la variante genética probable que causaba susceptibilidad al LES en todas las poblaciones.
Además, p.Arg90His se asoció con un mayor riesgo de otras enfermedades autoinmunes, como la artritis reumatoide y el síndrome de Sjögren.
El equipo también descubrió que tener solo una copia de NCF1 estaba asociado con un mayor riesgo de LES, pero tener tres o más copias de NCF1 estaba asociado con un menor riesgo de LES. Finalmente, aunque el mecanismo subyacente no está claro, el equipo descubrió que haber reducidoLas especies de oxígeno reactivo derivadas de NOX2 también aumentaron el riesgo de estas enfermedades autoinmunes.
Tsao señala que la perseverancia fue un componente crítico de este trabajo. Este trabajo se inició hace años cuando el equipo estaba en la Universidad de California en Los Ángeles y se completó después de mudarse a MUSC.
"Simplemente nos quedamos con eso como una labor de amor. Nuestro autor principal, Jian Zhao, dedicó varios años de su vida a este proyecto", explicó Tsao. "En el momento en que comenzamos, no sabíamos que iba a funcionar"ser tan complejo. Solo queríamos explicar lo que estábamos viendo. Resultó ser una persecución y muy interesante y gratificante para finalmente llevar este proyecto a este punto ".
Este trabajo también señala una importante necesidad no satisfecha en el campo del mapeo genético.
"Necesitamos una plataforma más eficiente para detectar regiones complejas del genoma en busca de variantes. Para muchas enfermedades hemos identificado algunas, pero no todas, las variantes. Puede haber más variantes escondidas en estas regiones complejas", dijo Tsao"Tienes que resolverlo como un rompecabezas. Las enfermedades autoinmunes comparten ciertos factores de riesgo pero también tienen variantes genéticas únicas que impulsan la patogénesis molecular de la enfermedad. Cada vez que encuentras una variante, obtienes más piezas de rompecabezas y puedes comenzar aentender más sobre esa enfermedad y otras enfermedades autoinmunes también "
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Materiales proporcionados por Universidad de Medicina de Carolina del Sur . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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