Γενετική μελέτη της ενδομητρίωσης στην Ελλάδα στη σύγχρονη μεταγονιδιωματική εποχή
Creators: name: Ματαλλιωτάκη, Χαρίκλεια Ι.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Ενδομητρίωση
Τρισδιάστατο μοντέλο πρωτεΐνης
Αλληλούχιση όλων των εξωνίων του γονιδιώματος
Γενετικοί πολυμορφισμοί
Endometriosis
Protein 3D model
Whole exome sequencing
Genetic polymorphisms

description: Η ενδομητρίωση αποτελεί μια κληρονομική κατάσταση που επηρεάζεται από πολλαπλούς γενετικούς, επιγενετικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες, με τη συμμετοχή της κληρονομικότητας να εκτιμάται περίπου στο 50%. Ο στόχος της παρούσας μελέτης ήταν να αξιολογηθεί η συσχέτιση των μονονουκλεοτιδικών πολυμορφισμών (SNPs) rs1250248 και rs11674184, που αντιστοιχούν στους γενετικούς τόπους FN1 και GREB1, αντίστοιχα, με τον κίνδυνο εμφάνισης ενδομητρίωσης στον Ελληνικό πληθυσμό. Περαιτέρω, μελετήσαμε τις γονιδιακές παραλλαγές που σχετίζονται με αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης ενδομητρίωσης σε μια μοναδική οικογένεια με 7 γυναίκες με χειρουργικά επιβεβαιωμένη ενδομητρίωση μέσω της αλληλούχισης όλων των εξωνίων του γονιδιώματος (WES). Επιπλέον, η μελέτη επικεντρώθηκε σε μια 67χρονη γυναίκα που παρουσίασε 40-ετές ιστορικό οικογενούς ενδομητρίωσης που σχετίζεται με διάφορες μη γυναικολογικές συννοσηρότητες. Mέσω της μοντελοποίησης των πρωτεϊνών επιδιώξαμε να διευκρινίσουμε τις δομικές/λειτουργικές συνέπειες του rs2305948, ενός SNP του VEGFR2, στην ενδομητρίωση και να διερευνήσουμε τη σύνδεση αυτού του SNP με αυξημένη προδιάθεση για ενδομητρίωση. Συνολικά, 166 γυναίκες συμμετείχαν με ιστολογικά επιβεβαιωμένη ενδομητρίωση (στάδια I-IV), ενώ συγχρόνως 168 ασθενείς-μάρτυρες συγκεντρώθηκαν και γονοτυπήθηκαν. 162 ασθενείς με επιβεβαιωμένη ενδομητρίωση (στάδια I-IV) και 170 γυναίκες στην ομάδα ελέγχου επιλέχθηκαν για την γονοτύπηση του πολυμορφισμού V297I (rs2305948). Η γονοτύπηση των πολυμορφισμών πραγματοποιήθηκε με Taqman primer/probe sets. Η Τρισδιάστατη (3D) μοντελοποίηση εφαρμόστηκε για τον εντοπισμό του υπό μελέτη πολυμορφισμού επί της πρωτεΐνης VEGFR2. Μια σημαντική συσχέτιση ανιχνεύθηκε με το αλληλόμορφο Α καθώς και με τους γονότυπους AA και AG του rs1250248 (FN1) σε ασθενείς με ενδομητρίωση και συγκεκριμένα στο στάδιο Ι και ΙΙ της νόσου. Το rs11674184 SNP του γονιδίου GREB1 δεν βρέθηκε να συνδέεται με αυξημένη προδιάθεση για ενδομητρίωση. H μοντελοποίηση αποκάλυψε ότι ο πολυμορφισμός V297I μπορεί να επηρεάσει την αποτελεσματικότητα της trans-αυτοφωσφορυλίωσης και της κυτταρικής σηματοδότησης. Δεν εντοπίστηκε σημαντική συσχέτιση του rs2305948 SNP μεταξύ των δύο ομάδων. Σχετικά με την επταμελή οικογένεια, η εκτενής ανάλυση αποκάλυψε δύο ετερόζυγες ελλείψεις στη «γιαγιά» της οικογένειας, που διαχωρίζονται κατά τη μείωση σε αρκετούς από τους νοσούντες απογόνους της. Η πρώτη απαλοιφή βρέθηκε στην περιοχή του γονιδίου UGT2B28. Η δεύτερη απαλοιφή, βρίσκεται στο γονίδιο USP17L2. Τέλος, μέσω της WES παρατηρήθηκε η παρουσία πολλαπλών, πιθανώς αιτιολογικών, μη συνώνυμων μεταλλάξεων στη γυναίκα 67 ετών με το 40ετές ιστορικό οικογενούς ενδομητρίωσης που σχετίζεται με διάφορες συννοσηρότητες. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματά μας έδειξαν μια γενετική συσχέτιση μεταξύ του rs1250248 FN1 SNP και της ενδομητρίωσης τόσο σε επίπεδο γονοτύπου όσο και αλληλομόρφου. Επιπλέον, τα παρόντα στοιχεία εμπλέκουν δύο επιπρόσθετα γονίδια (UGT2B28 και USP17L2) στην παθογένεση της νόσου εκτός από αυτά που έχουν ήδη ταυτοποιηθεί από τις GWAS μελέτες, υπογραμμίζοντας τη δύναμη του WES να αποκρυπτογραφήσει σύνθετους φαινοτύπους. Παράλληλα, παρατηρήσαμε την συνύπαρξη της ενδομητρίωσης με διάφορες χρόνιες αυτοάνοσες ασθένειες και άλλες καταστάσεις, οι οποίες πιθανώς μοιράζονται μια κοινή γενετική αιτία, γεγονός που πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη από τους κλινικούς ιατρούς. Παρά την επιτυχή δομική προσέγγιση της VEGFR2 πρωτεΐνης, η απουσία γενετικής συσχέτισης του πολυμορφισμού που μελετήσαμε με την ενδομητρίωση μας στέρησε τη δυνατότητα να εμπλέξουμε την πρωτεΐνη VEGFR2 στην ενδομητρίωση. Εν κατακλείδι, μέσω της αποκρυπτογράφησης νέων βιοχημικών παθογενετικών μονοπατιών οδηγούμαστε στη δημιουργία γενετικών (βίο)-δεικτών και θεραπευτικών στόχων που θα προσφέρουν εξατομικευμένη διάγνωση και αντιμετώπιση.
description: Endometriosis is a heritable condition influenced by multiple genetic, epigenetic and environmental factors, with an overall heritability estimated at approximately 50%. The aim of the present study was to evaluate the association of rs1250248 and rs11674184 single nucleotide polymorphisms (SNPs), mapping to fibronectin 1 (FN1) and growth regulation by estrogen in breast cancer 1 (GREB1) genetic loci, respectively, with the risk of endometriosis. Moreover, we analyze the genetic variants conferring the risk of developing endometriosis in a unique family with 7 females with surgically confirmed endometriosis through whole exome sequencing (WES). Additionally, the study focused on a 67-year-old woman who presented with a 40-year history of familial endometriosis associated with various non-gynecological co-morbidities. We sought to clarify the structural/functional consequences of rs2305948, a common single nucleotide polymorphism (SNP) of VEGFR2 in endometriosis and to investigate the association of this SNP with susceptibility to endometriosis. A total of 166 women with endometriosis (stages I-IV), histologically confirmed, and 168 normal controls were recruited and genotyped. 162 patients with endometriosis (stages I-IV), histologically confirmed, and 170 women in the control group from a genetic homogeneous population were further evaluated for the V297I (rs2305948) polymorphism. Genotyping of the SNPs was performed with TaqMan primer/probe sets. Three-dimensional (3D) homology modeling was applied for the localization of the polymorphism under study on the VEGFR2 protein. A significant association was detected with the A allele, as well as the AA and AG genotypes of rs1250248 (FN1) in patients with endometriosis, as well as in patients with stage I and II of the disease only. The rs11674184 SNP of the GREB1 gene was not found to be associated with an increased susceptibility to endometriosis. Concerning the unique family, the analysis revealed 2 hemizygous deletions in the grandmother that segregate in several of her affected offspring. The first deletion was found in the UGT2B28 geneand the second deletion in USP17L2 gene. Regarding VEGFR2, modeling revealed that the V297I polymorphism may affect the efficiency of trans-autophosphorylation and cell signaling. Our results demonstrated a genetic association between the rs1250248 (FN1) SNP and endometriosis at both the genotypic and allelic level. Moreover, the present work identified, for the first time, a role of the UGT2B28 and USP17L2 genes in endometriosis and underlines the power of WES to decipher complex phenotypes. Apart from that, we observed that endometriosis can coexist with various chronic autoimmune diseases and other conditions, which possibly share a common genetic cause, a fact that should be taken into consideration seriously by clinicians. However, we did not succeed in confirming that VEGFR2 polymorphism contributes significantly either to an increased susceptibility for endometriosis or to the severity of this condition, demonstrating that it is difficult to identify generalizable risk alleles in endometriosis and highlighting the importance of conducting comparative studies in different populations in order to determine true risk alleles for this condition. Overall, by deciphering new biochemical pathways, we could develop new biomarkers, which could contribute in a personalized diagnosis and treatment, and detect new potential therapeutic targets.