Genetische und andere Aspekte der Podokoniose

Dieses Forschungsprotokoll wurde entwickelt, um Genexpressionsdifferenzen und das immunologische Profil sowie die histopatologische Präsentation der Podokoniose durch den Vergleich von Fällen und Kontrollen in Äthiopien zu untersuchen. Podokoniose ist ein geochemisches Lymphödem der unteren Extremitäten, das durch langfristige Barfußexposition gegenüber irritierenden roten Lehmböden vulkanischen Ursprungs entsteht. Die Krankheit stellt eine enorme soziale und wirtschaftliche Belastung dar und betrifft mehr als 4 Millionen Menschen im tropischen Afrika, in Mittel- und Südamerika sowie in Nordindien. Die pathologischen Veränderungen bei Podokoniose sind immer noch nicht bekannt und die histopathologischen Merkmale der Krankheit wurden nicht gut untersucht. Unsere kürzlich durchgeführte genomweite Assoziationsstudie ergab, dass Varianten in HLA-Klasse-II-Genen (HLA-DRB1, -DQB1 und -DQA1) mit Podokoniose assoziiert sind, und legt nahe, dass die Krankheit eine T-Zell-vermittelte entzündliche Erkrankung sein könnte (New Eng J Med 2012 ). Die Ziele der vorliegenden Studie sind die Untersuchung der immunologischen Profile und Genexpressionsunterschiede zwischen Podokoniose-Patienten und gesunden Kontrollpersonen. Die Studie umfasst 150 Probanden, bestehend aus 100 Fällen (50 im Frühstadium und 50 im fortgeschrittenen Stadium) und 50 Kontrollen aus Äthiopien. Anonymisierte verworfene Hautgewebeproben werden von exzidierten Knötchen von 50 Patienten im fortgeschrittenen Stadium erhalten, die sich einer Nodulektomie (chirurgische Exzision von Knötchen) im Bahir Dar Hospital unterziehen. Aus betroffenem Hautgewebe (Epidermis und Dermis) von 50 Patienten mit Podokoniose im Frühstadium, die an einer Routinebehandlung in Dur-Bete teilnehmen, werden Stanzbiopsien entnommen

Podokoniose-Zentrum und normales Hautgewebe (Epidermis und Dermis) von 50 Kontrollpersonen, die sich im Bahir Dar Hospital einer orthopädischen Operation der Unterschenkel unterziehen. Wir werden auch 6-mm-Hautgewebe-Stanzbiopsien aus den nicht betroffenen Bereichen in den unteren Gliedmaßen aller Podokoniose-Patienten und periphere Blutproben (PBS) von allen Studienteilnehmern erhalten. RNA aus PBS- und T-Zellen, die von anderen Zellen getrennt wurden, wird im Armauer Hansen Research Institute of Ethiopia (AHRI) extrahiert und zusammen mit Hautbiopsien, die in flüssigem Stickstoff aufbewahrt werden, an CRGGH/NHGRI versandt. Sicherungsproben werden im AHRI aufbewahrt. Wir werden RNA-seq, eine Hochdurchsatz-RNA-Sequenzierungstechnologie, verwenden, um das Transkriptom durch Sequenzierung komplementärer DNAs (cDNAs) zu charakterisieren, gefolgt von der Kartierung der Sequenz-Lesungen auf das Genom. Erzeugung von doppelsträngiger cDNA aus mRNA und Quantifizierung der cDNA-Konzentration wird

in unserem Labor am NIH durchgeführt werden. Die Sequenzierung wird von einem kommerziellen Hochdurchsatz-Sequenzierungsunternehmen, SeqWright (Houston, TX), einem von Illumina zertifizierten Dienstleister, durchgeführt. Die immunologische Profilerstellung erfolgt mit einer Durchflusszytometrie vom Typ FACSCalibur. Die Analyse der Daten erfolgt unter Verwendung geeigneter Statistikprogramme und Pipeline-Suiten, wie unten beschrieben. Es wird erwartet, dass diese Studie eine unterschiedliche Genexpression zwischen Podokoniose-Patienten und Kontrollpersonen aufzeigt. Darüber hinaus wird es die Entwicklung von Genexpressionssignaturen bei Podokoniose-Patienten in den verschiedenen klinischen Stadien der Krankheit aufzeichnen. Die Ergebnisse könnten möglicherweise zu Biomarkern führen, die die klinischen und genetischen Merkmale der Krankheit ergänzen. Die histopathologischen Studien werden eine umfassende Beschreibung der kutanen und immunologischen Reaktion über das gesamte Spektrum der Krankheit liefern. Die Integration klinischer, immunologischer, genetischer, zellulärer und molekularer Merkmale der Krankheit wird die Entwicklung eines Modells für den natürlichen Verlauf und die Pathogenese dieser vernachlässigten Tropenkrankheit erleichtern.