Genetische Variationen, die das Risiko für Kalziumnierensteine ​​erhöhen: eine familienbasierte Studie

Hintergrund:

Der Bildung von Kalziumnierensteinen liegt eine genetische Komponente zugrunde, deren Erblichkeit auf etwa 50 % geschätzt wird. Bei den meisten Steinbildnern ist die genetische Anfälligkeit polygen mit der gleichzeitigen Vererbung mehrerer Genvarianten mit geringem Effekt. Genomweite Assoziationsstudien haben gemeinsame Polymorphismen in 31 Genen identifiziert, die mit der Steinbildung assoziiert sind. Wie andere komplexe polygene Störungen erklären diese die genetische Anfälligkeit nicht vollständig. Auch seltene/niederfrequente Varianten tragen wahrscheinlich dazu bei.

In dieser kleinen Beobachtungsstudie wurde die DNA von Mitgliedern aus vier Familien, die Kalziumsteine ​​bilden, analysiert, bei denen das Risiko für Steine ​​offensichtlich autosomal-dominant vererbt war. Die Ergebnisse standen im Zusammenhang mit biochemischen Daten aus früheren Untersuchungen.

Hauptziel: Identifizierung seltener Genvarianten, die mit der Steinbildung in Zusammenhang stehen.

Sekundäres Ziel: Suche nach einem Zusammenhang der Varianten mit biochemischen Risikofaktoren für Steine, die in den Jahren 1998–2000 erfasst wurden.

Studienteilnehmer In den Jahren 1998 bis 2000 nahmen vierzehn Familien mit mindestens drei Verwandten ersten Grades, die Kalziumsteine ​​produzierten, an einer Studie teil, um nach der Trennung von fünf Genen zu suchen, die mit der Steinbildung in Zusammenhang stehen. Sie führten biochemische Untersuchungen durch und DNA wurde mithilfe von Mikrosatelliten analysiert. Die Ergebnisse waren negativ. In vier der Familien wiesen die Steine ​​offensichtlich eine autosomale Domänenvererbung auf. Siebenundvierzig ihrer Mitglieder wurden für die neue Studie rekrutiert.

Methoden Aus gelagertem gefrorenem Blut extrahierte DNA wurde durch Sequenzierung des gesamten Exoms (WES) von zehn Steinbildnern (drei aus jeder der drei Familien und einer aus der vierten) und von drei Mitgliedern einer Verwandtschaft, die eine geringe Citratausscheidung im Urin aufwiesen, analysiert Steinrisikofaktor. Die Sequenzdaten wurden zunächst mit einer Gruppe von 367 Kandidatengenen verglichen, von denen berichtet wurde, dass sie mit Steinen, intermediären Merkmalen und Nierenfunktion assoziiert sind. Da Nephrolithiasis eine relativ häufige Erkrankung ist, ist eine geringe Allelhäufigkeit von weniger als oder gleich 2 % (MAF ≤ 0,02) erforderlich. wurde angewendet, um seltene und niederfrequente Varianten beizubehalten. Anschließend analysierten wir alle anderen Varianten aus dem gesamten Genom, die in allen drei Steinbildnern innerhalb jeder Familie, die WES unterzogen wurde, vorhanden waren. Wir haben auf diesen sehr großen Datensatz eine aggressive Filterung angewendet. Die Relevanz jeder Variante für Steine ​​wurde mithilfe der DISEASE-Datenbank und einer umfangreichen Literaturrecherche überprüft und die als signifikant erachteten Varianten wurden priorisiert. Um die Assoziation der für jede Verwandtschaft ausgewählten Varianten mit Steinen zu untersuchen, wurden sie durch Kaspar-Analyse der DNA aller Familienmitglieder im gesamten Stammbaum verfolgt. [1] Zusammenfassung der Ergebnisse

1 Insgesamt wurden in den Steinbildnern 20 seltene Varianten (Polymorphismen) identifiziert, von denen in silico vorhergesagt wurde, dass sie pathogen und möglicherweise für die Urolithiasis relevant sind. Tracking-Studien für 9 Varianten zeigten eine schlechte Trennung, wobei Steine ​​gegen eine Rolle bei der Steinbildung sprechen (aber nicht ausschließen).

2. Die Variantenvielfalt war für jede Familie unterschiedlich. 3. Überraschenderweise befanden sich die Varianten nicht in Genen, die als Hauptursachen für Steine ​​gelten. Die meisten von ihnen sind Klinikern und Wissenschaftlern weltweit unbekannt.

4. Um die wahrscheinliche Bedeutung unserer priorisierten Varianten einzuschätzen, haben wir Ratschläge von den wenigen Gruppen weltweit eingeholt, die ein Forschungsinteresse an den relevanten Genen haben. Forscher in Paris, Lille und im Vereinigten Königreich (Oxford, Cambridge und Sheffield) führten vorläufige Funktionsanalysen durch, um zu helfen. Allerdings hatte keiner die Kapazität, mehr zu tun.

5. Aus den Exomsequenzen wurde eine Variante als pathogene Variante von TCAF2* gemeldet, dem Gen für ein Protein, das einen Calciumkanal der Plasmamembran inaktiviert. Letztendlich wurde gezeigt, dass diese Variante in einem inaktiven Pseudogen vorkommt und nicht signifikant ist.

6 Zum Zeitpunkt unserer Studie wurde eine Variante des mitochondrialen Mg-ATP-Transporters SLC25A25*, die bisher bei Steinbildnern nicht identifiziert wurde, in einer großen italienischen Familie mit Steinen gefunden. [1] 7. Steinbildner mit den Varianten SLC25A25 und MEPE* hatten Phosphaturie. 8. In der untersuchten Familie gab es keine seltenen Varianten, die mit einer geringen Citratausscheidung einhergingen.

Schlussfolgerungen i) Variationen in einer Vielzahl von Genen können zur Steinbildung beitragen; Diese kommen in Genen vor, die wir bisher noch nicht kennengelernt haben. ii) Weitere Laborstudien sind unerlässlich, um potenziell wichtige Varianten zu untersuchen. Dies ist jedoch aufgrund der weltweit begrenzten Kapazitäten zur Untersuchung der beteiligten Gene selten möglich. iii) Die von Exom-Screenings gemeldeten Ergebnisse sind fehlbar – Pseudogene sind eine Fehlerquelle. iv) Der Austausch von Erkenntnissen zwischen Laboratorien, die weltweit ähnliche Studien durchführen, ist von entscheidender Bedeutung.

* TCAF2 TRPM8 Kanalassoziierter Faktor 2; SLC25A25 Solute Carrier Family 25 Mitglied 25; Extrazelluläres Phosphoglykoprotein der MEPE-Matrix.

[1] Jabalameli MR, Fitzpatrick FM, Colombo R et al. Exomsequenzierung identifiziert eine Krankheitsvariante des mitochondrialen ATP-Mg/Pi-Trägers SLC25A25 in zwei Familien mit Nierensteinen Mol Genet Genomic Med. 2021 Dez;9(12):e1749. doi: 10.1002/mgg3.1749.