Genetiske variationer, der øger risikoen for calciumnyresten: en familiebaseret undersøgelse

Baggrund:

Der er en underliggende genetisk komponent til dannelsen af ​​calciumnyresten, med arvelighed estimeret til omkring 50 %. I de fleste stendannere er genetisk modtagelighed polygen med co-nedarvning af flere genvarianter med lille effekt. Genom omfattende associationsstudier har identificeret almindelige polymorfier i 31 gener forbundet med stendannelse. Ligesom andre komplekse polygene lidelser, tager disse ikke fuldt ud højde for genetisk modtagelighed. Sjældne/lavfrekvente varianter vil sandsynligvis også bidrage.

I denne lille observationsundersøgelse blev DNA analyseret fra medlemmer af fire calciumstendannende familier, hvor risikoen for sten viste tilsyneladende autosomal dominant arv. Resultaterne var relateret til biokemiske data opnået i tidligere undersøgelser.

Primært mål: at identificere sjældne genvarianter forbundet med stendannelse.

Sekundært mål: at se efter sammenhæng mellem varianterne og biokemiske risikofaktorer for sten registreret i 1998-2000.

Undersøgelsesdeltagere I 1998 til 2000 deltog fjorten familier med mindst tre førstegradsslægtninge, der producerede calciumsten, i en undersøgelse for at se efter adskillelse af fem gener forbundet med stendannelse. De havde biokemiske undersøgelser, og DNA blev analyseret ved hjælp af mikrosatellitter. Resultaterne var negative. I fire af familierne havde sten tilsyneladende autosomal domænearv. 47 af deres medlemmer blev rekrutteret til den nye undersøgelse.

Metoder DNA ekstraheret fra lagret frosset blod blev analyseret ved hel exome-sekventering (WES) fra ti stendannere (tre fra hver af tre familier og en fra den fjerde) og fra tre medlemmer fra en slægtning, som havde lav udskillelse af urincitrat, en stenrisikofaktor. Sekvensdata blev først krydsreferenceret mod et panel af 367 kandidatgener rapporteret at være forbundet med sten, mellemliggende egenskaber og nyrefunktion. Da nefrolithiasis er en relativt almindelig tilstand, er en mindre allelfrekvens på mindre end eller lig med 2 % (MAF≤0,02) blev anvendt til at bevare sjældne og lavfrekvente varianter. Vi analyserede derefter alle andre varianter fra hele genomet, der var til stede i alle tre stendannere inden for hver familie, der gennemgik WES. Vi anvendte aggressiv filtrering på dette meget store datasæt. Relevansen af ​​hver variant til sten blev gennemgået ved hjælp af DISEASE-databasen og omfattende litteraturgennemgang, og de, der blev anset for at være signifikante, blev prioriteret. For at undersøge sammenhængen mellem varianter udvalgt for hver slægt med sten, blev de sporet på tværs af stamtavlen ved Kaspar-analyse af DNA fra alle familiedeltagere. [1] Resultatoversigt

1 Samlet blev 20 sjældne varianter (polymorfier) ​​forudsagt i silico at være patogene og potentielt relevante for urolithiasis identificeret i stendannerne. Sporingsundersøgelser for 9 varianter viste dårlig segregation med sten, der argumenterede imod (men ikke udelukker) en rolle i stendannelse.

2. Koblingen af ​​varianter var forskellig for hver familie. 3. Overraskende nok var varianterne ikke i gener, der er blevet betragtet som hovedårsagerne til sten. De fleste af dem er ukendte for klinikere og videnskabsmænd over hele verden.

4. For at vurdere den sandsynlige betydning af vores prioriterede varianter indhentede vi råd fra de få grupper verden over med en forskningsinteresse i de relevante gener. Forskere i Paris, Lille og Storbritannien (Oxford, Cambridge og Sheffield) lavede foreløbige funktionelle analyser for at hjælpe. Men ingen havde kapacitet til at gøre mere.

5. Fra exomsekvenserne blev én variant rapporteret som en patogen variant af TCAF2*, genet for et protein, der inaktiverer en plasmamembran-calciumkanal. Denne variant blev i sidste ende vist at være i et inaktivt pseudogen og ikke signifikant.

6 På tidspunktet for vores undersøgelse blev der fundet en variant i den mitokondrielle Mg-ATP-transportør SLC25A25*, som ikke tidligere er identificeret i stendannere, i en stor italiensk familie med sten. [1] 7. Stendannere med varianterne SLC25A25 og MEPE* havde phosphaturi. 8. Ingen sjældne varianter forbundet med lav citratudskillelse i den undersøgte familie.

Konklusioner i) Variationer i en lang række gener kan bidrage til stendannelse; disse forekommer i gener, som vi ikke er stødt på før. ii) Yderligere laboratorieundersøgelser er afgørende for at undersøge potentielt vigtige varianter, men dette er sjældent muligt på grund af begrænset kapacitet på verdensplan til at undersøge de involverede gener. iii) Resultater rapporteret fra exome-skærme er fejlbare - pseudogener er en fejlkilde. iv) Det er afgørende at dele resultater mellem laboratorier, der udfører lignende undersøgelser over hele verden.

* TCAF2 TRPM8 kanalassocieret faktor 2; SLC25A25 Solute Carrier Familie 25 Medlem 25; MEPE matrix ekstracellulært phosphoglycoprotein.

[1] Jabalameli MR, Fitzpatrick FM, Colombo R et al. Exome-sekventering identificerer en sygdomsvariant af den mitokondrielle ATP-Mg/Pi-bærer SLC25A25 i to familier med nyresten Mol Genet Genomic Med. 2021 Dec;9(12):e1749. doi: 10.1002/mgg3.1749.