Ailesel tip 1 diyabetes mellituslu olgularda genetik etiyolojinin belirlenmesi
Determination of genetic etiology in patients with familial type 1 diabetes mellitus
Yazar: UĞUR CEM YILMAZ
Danışman: PROF. DR. RUHSAR DAMLA GÖKŞEN ŞİMŞEK
Ege Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı / Endokrinoloji Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Endokrinoloji ve Metabolizma Hastalıkları = Endocrinology and Metabolic Diseases ; Genetik = Genetics ; Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları = Child Health and Diseases
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Ekzom dizileme = Exome sequencing ; Genler = Genes ; HLA antijenleri = HLA antigens ; Çocuklar = Children

Özet:
Giriş: Tip 1 diyabetes mellituslu (T1DM) olguların yaklaşık %10'unda ailesel geçiş görülür. Yatkınlığı belirleyen en önemli gen kromozom 6 üzerinde bulunan insan lökosit antijen kompleksidir (HLA). HLA genlerinde; DR3, DR4, DRB1, DQA1 ve DQB1 lokuslarındaki allellerin spesifik kombinasyonları T1DM için hem yatkınlık yapıcı, hem de koruyucu haplotipleri oluşturur. HLA dışındaki genlerde T1DM yatkınlığı ile ilişkili 50'den fazla duyarlı lokus tanımlanmıştır. Bu çalışmada HLA doku tipi yatkınlığı saptanmayan veya zayıf saptanan ailesel T1DM'li olgularda tüm ekzom dizi analizi ile moleküler genetik etiyolojinin araştırılması amaçlandı.
Yöntem: Birinci derecede akrabaların da en az bir Tip 1 DM tanısı olan olgular çalışmaya alındı. Birinci basamakta polimeraz zincir reaksiyonu-sekans spesifik oligonükleotid (PCR SSO) yöntemi ile T1DM yatkınlığı ile ilişkili olduğu bilinen HLA DQ2 ve DQ8 lokusları araştırıldı. İkinci basamakta ise doku tiplendirilmesinde HLA DQ2 ve HLA DQ8 haplotiplerinin her ikisinin birden negatif saptanan ile HLA DQ2 negatif, HLA DQ8 pozitif saptanan ve HLA DQ2 pozitif, HLA DQ8 negatif saptanan olgularda tüm ekzom dizi analizi yöntemi ile tabloyu açıklayabilecek varyantların varlığı araştırıldı.
Bulgular: Çalışmaya alınan 30 olgunun (Kız/Erkek:17/13) ortalama yaş ve diyabet süreleri sırası ile 14,9±6 ve 7,56±3.84 yıldı. 4'ünde (%16) anne ve baba arasında akraba evliliği mevcuttu.  
DQ2 (-) ile DQ8 (-) olan 2 olgu, DQ2 (+) ile DQ8 (-) olan 7 olgu ve DQ2 (-) ile DQ8 (+) olan 1 olgunun tüm ekzom dizi analizi verilerinin filtrelenmesi sonucunda 5 olguda 7 farklı gende 7 farklı varyant saptandı. Saptanan varyantların patojeniteleri "American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG)" kriterleri doğrultusunda belirlendi. Saptanan bu 7 varyant yüksek skorlu VUS (etkinliği bilinmeyen varyant) olarak değerlendirildi. Olgu 5'te saptanan POLG genindeki mutasyona yönelik yapılan segregasyon çalışmasında olgunun annesinde ve T1DM'li erkek kardeşinde bu mutasyon saptanmıştır. Ailedeki diğer etkilenmiş bireylerde saptanan varyantlar için segregasyon çalışmaları devam etmektedir.
Sonuç: Sonuç olarak bu çalışmada HLA doku tipi yatkınlığı saptanmayan veya zayıf saptanan ailesel T1DM'li olgularda tüm ekzom dizi analizi ile 5 olguda 7 farklı gende 7 farklı varyant saptandı. Saptanan bu 7 varyant yüksek skorlu VUS (etkinliği bilinmeyen varyant) olarak değerlendirildi. Tip 1 DM gelişiminden doğrudan sorumlu non HLA genler hiçbir olguda saptanamamıştır. T1DM'nin patogenez ve tedavisine yönelik, özgün ve henüz açıklık getirilememiş genlerin varlığının tüm ekzom dizi analizi ile HLA doku tipi yatkınlığı saptanmayan olgularda sayı arttırılarak yapılmaya devam etmesi planlanmıştır.

Abstract:
Introduction: Familial transmission is observed in approximately 10% of cases with type 1 diabetes mellitus (T1DM). The most important gene determining susceptibility is the human leukocyte antigen complex (HLA) located on chromosome 6. In HLA genes; Specific combinations of alleles at the DR3, DR4, DRB1, DQA1 and DQB1 loci produce both predisposing and protective haplotypes for T1DM. More than 50 susceptible loci associated with T1DM susceptibility have been identified in genes other than HLA. In this study, it was aimed to investigate the molecular genetic etiology by whole exome sequence analysis in cases with familial T1DM with no or weakly detected HLA tissue type susceptibility.
Method: Cases with at least one type 1 DM diagnosis in first-degree relatives were included in the study. In the first step, HLA DQ2 and DQ8 loci, which are known to be associated with T1DM susceptibility, were investigated by polymerase chain reaction-sequence specific oligonucleotide (PCR-SSO) method. In the second step, the presence of variants that could explain the situation was investigated by whole-exome sequence analysis in tissue typing patients who were found to be negative for both HLA DQ2 and HLA DQ8 haplotypes, HLA DQ2 negative, HLA DQ8 positive, and HLA DQ2 positive and HLA DQ8 negative patients.
Results: The mean age and duration of diabetes of the 30 cases (Girl/Male: 17/13) included in the study were 14.9±6 and 7.56±3.84 years, respectively. There was consanguineous marriage between mother and father in 4 (16%).
As a result of filtering all exome sequence analysis data of 2 cases with DQ2 (-) and DQ8 (-), 7 cases with DQ2 (+) and DQ8 (-), and 1 case with DQ2 (-) and DQ8 (+), 7 different variants in 7 different genes were detected in 5 cases.  The pathogenicity of the detected variants were determined according to the "American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG)" criteria. These 7 variants detected were evaluated as high-score VUS (Variants of unknown/uncertain significance). In the segregation study conducted for the mutation in the POLG gene detected in case 5, this mutation was detected in the mother of the case and his brother with T1DM. Segregation studies are ongoing for variants detected in other affected individuals in the family.
Conclusion: In conclusion, in this study, 7 different variants in 7 different genes were detected in 5 patients by whole-exome sequence analysis in familial T1DM patients with no or weak HLA tissue type susceptibility. These 7 variants detected were evaluated as high-score VUS (Variants of unknown/uncertain significance). Non-HLA genes directly responsible for the development of type 1 DM were not detected in any of the cases. For the pathogenesis and treatment of T1DM, it is planned to continue to investigate the presence of unique and unexplained genes on a larger sample by whole exome sequence analysis in cases without HLA tissue type susceptibility.