Risque génétique et épigénétique de DT2 aux EAU

L'objectif général de ma recherche sera d'étudier la contribution des facteurs environnementaux, génétiques et épigénétiques au risque accru de DT2 dans la population émiratie par rapport aux Européens. Mes objectifs spécifiques comprendront :

1. Établir une cohorte de cas et de témoins émiratis de DT2 pour permettre l'étude des facteurs de risque génétiques et environnementaux du DT2 aux Émirats arabes unis.
2. Utilisez les données recueillies pour examiner la contribution de l'adiposité, de l'inactivité physique et des habitudes alimentaires au risque accru de DT2 chez les Émiratis par rapport aux Européens vivant au Royaume-Uni.
3. Rechercher si des variantes génétiques connues et nouvelles expliquent le risque élevé de DT2 chez les Emiratis.
4. Étudiez les profils de méthylation de l'ADN des sujets atteints de DT2 et des témoins non diabétiques chez les Émiratis et les Européens, et identifiez les différences de profils de méthylation entre les deux populations.
5. Identifier les régions de méthylation candidates qui sont associées et pourraient expliquer le risque plus élevé de DT2 chez les Émiratis.

1. ÉTABLIR UNE COHORTE DE CAS ET DE CONTRÔLES DE DT2 ÉMIRATIENS POUR PERMETTRE L'ENQUÊTE SUR LES FACTEURS GÉNÉTIQUES ET ENVIRONNEMENTAUX DU DT2 AUX EAU.

CONCEPTION DE L'ÉTUDE : Étude cas-témoins SUJETS : 600 adultes émiratis atteints de DT2 et 600 témoins appariés selon l'âge et le sexe, exempts de DT2, recrutés à l'Imperial College London Diabetes Center (ICLDC) basé à Abu Dhabi, Émirats arabes unis. Le recrutement a débuté en avril 2016. Les participants comprennent des hommes et des femmes âgés de ≥ 18 ans. Ils reçoivent une lettre d'information complète sur l'étude et sont invités à signer un consentement écrit pour être inclus dans l'étude.

MÉTHODES : Les participants subiront un examen de santé, qui sera effectué par des infirmières et des enquêteurs à l'ICLDC. Les examens comprendront un bref historique médical, des mesures anthropométriques telles que le poids, la taille, le tour de taille et de hanche et la tension artérielle. Des échantillons de sang seront prélevés après un jeûne de 8 heures pour une analyse biochimique, qui comprend la mesure des niveaux de glucose, d'insuline, de HDL et de cholestérol total, et de triglycérides. Le diabète sera défini selon les critères de l'OMS de 1999. L'obésité sera évaluée par l'IMC, où les sujets seront classés comme obèses si l'IMC ≥ 30 kg/m2 et en surpoids si 25 kg/m2 ≤ IMC < 30 kg/m2. De plus, les participants seront invités à remplir un questionnaire sur l'activité physique pour évaluer leur activité au travail, les transports et les loisirs au cours d'une semaine typique. Un sous-ensemble de 200 participants, 100 sans DT2 et 100 avec DT2, seront invités à porter des moniteurs d'activité Actigraph qui mesureront leur niveau d'activité physique pendant 7 jours. Ces participants seront également invités à remplir un questionnaire de fréquence alimentaire pour évaluer leurs habitudes alimentaires.

ANALYSE: Les données seront examinées pour l'exhaustivité, la cohérence et les taux de réponse et pour les preuves de biais du répondant. J'effectuerai des analyses descriptives pour définir la prévalence selon l'âge et le sexe des facteurs de risque conventionnels du DT2 chez les Émiratis, et leur relation avec le DT2 dans cette population.

JUSTIFICATION : Ce projet devait démarrer en mars 2016 ; cependant, en raison du manque de financement et des retards dans l'inscription au collège, je n'ai pas pu poursuivre mes analyses. D'avril 2016 à février 2017, j'ai terminé le recrutement de 1000 sujets émiratis ; 500 avec DT2 et 500 sans diabète. Je vais maintenant continuer à recruter 200 sujets supplémentaires pour le suivi de l'activité physique et la collecte de données sur les habitudes alimentaires.

2. EXAMINER LA CONTRIBUTION DES FACTEURS DE RISQUE ENVIRONNEMENTAUX AU RISQUE ACCRU DE DT2 AUX EAU.

CONCEPTION DE L'ÉTUDE : étude cas-témoins SUJETS : la cohorte de cas et de témoins émiratis de DT2 collectés (objectif spécifique 1), ainsi que ~ 5 000 Européens.

ANALYSE : Évaluer les différences d'IMC, de tour de taille et de hanches, de niveaux d'activité physique et d'apport alimentaire chez les Émiratis et les Européens qui ne sont pas diabétiques. Cela me permettra d'identifier si les différences dans les taux de prévalence du DT2 chez les sujets émiratis et européens rapportés dans la littérature sont mises en parallèle avec des taux différents de facteurs de risque environnementaux. De plus, la force de l'association des facteurs de risque environnementaux avec le DT2 sera évaluée à l'aide d'une régression logistique. Les rapports de cotes (OR, intervalle de confiance (IC) 95 %) de l'âge, de l'IMC, du rapport taille-hanches (WHR), de l'inactivité physique et de l'apport alimentaire seront calculés parmi les Émiratis et comparés aux Européens. Cela permettra d'évaluer si les facteurs de risque environnementaux peuvent expliquer la différence d'ampleur du risque de DT2 entre les deux populations.

3. EFFECTUER UNE ANALYSE D'ASSOCIATION À L'ÉCHELLE DU GÉNOME POUR IDENTIFIER LES LOCI GÉNÉTIQUES NOUVEAUX ET CONNUS INFLUENÇANT ET CONTRIBUANT À L'ACCROISSEMENT DU RISQUE DE DT2 AUX EAU.

CONCEPTION DE L'ÉTUDE : Étude cas-témoins. SUJETS : La cohorte de cas et témoins émiratis de DT2 collectés (objectif spécifique 1), ainsi que ~5 000 Européens.

MÉTHODES : Des échantillons de sang total seront prélevés sur les participants après un jeûne de 8 heures pour l'extraction de l'ADN et le génotypage. L'ADN sera extrait à l'aide du kit d'extraction d'ADN génomique PureLinkTM (Invitrogen, Life Technologies), en suivant les instructions du fabricant. Le génotypage sera effectué sur la matrice de génotypage Illumina Infinium II SNP, qui adapte le génotypage jusqu'à 500 000 locus SNP. Des échantillons d'ADN amplifiés et fragmentés seront appliqués aux BeadChips, où ils s'hybrident à des 50-mers spécifiques au locus (liés de manière covalente à l'un des plus de 500 000 types de billes). Un type de billes correspond à chaque allèle par locus SNP. La spécificité allélique est conférée par l'extension de base enzymatique, puis identifiée en mesurant les intensités de fluorescence des billes.

ANALYSE : Identifiez les variantes avec des fréquences d'allèles plus élevées chez les Émiratis par rapport aux Européens. Les fréquences alléliques seront comparées entre les sujets émiratis atteints de DT2 et les témoins sains afin d'identifier les locus génétiques connus et nouveaux associés au DT2 aux Émirats arabes unis. La force d'association des variants génétiques avec le DT2 sera analysée par régression logistique sous un modèle génétique additif pour estimer les tailles d'effet (OR, IC 95 %). Les tailles d'effet seront comparées aux données des Européens pour évaluer si les variants génétiques identifiés peuvent expliquer une partie du risque accru de DT2 chez les Émiratis.

De plus, je testerai l'association des SNP avec les niveaux de glucose à jeun, les niveaux d'insuline à jeun, les niveaux de triglycérides, la sensibilité à l'insuline ou la fonction des cellules β, sous un modèle génétique additif, et les tailles d'effet seront comparées aux données des Européens. De plus, l'effet combiné des locus génétiques influençant des traits phénotypiques similaires liés au DT2 sera testé dans les deux populations. Cela se fera en évaluant l'effet du port d'un nombre croissant d'allèles à risque sur un phénotype intermédiaire DT2 chez les Emiratis par rapport aux Européens.

JUSTIFICATION : En raison de contraintes de recrutement et de financement, les analyses GWA ne seront réalisées que sur 600 cas de DT2 et 600 témoins indemnes de diabète. Avec cette taille d'échantillon, je serai en mesure d'identifier des variantes de risque génétique spécifiques aux Émirats qui ont une fréquence d'allèles mineurs de 10 % et une taille d'effet de 1,3, avec une puissance de 80 %. Cela répond à notre objectif d'identifier des variantes spécifiques aux Émirats avec une pertinence clinique possible. Le tableau 1 résume la taille d'échantillon requise pour une gamme de fréquences d'allèles mineurs et de rapports de cotes dans une conception d'étude cas-témoin.

4. ENQUÊTER SUR LES DIFFÉRENCES DANS LES PROFILS DE MÉTHYLATION DE L'ADN ENTRE LES ÉMIRATIENS ET LES EUROPÉENS, ET IDENTIFIER LES RÉGIONS DE MÉTHYLATION CANDIDATES QUI PEUVENT ÊTRE EN COMPTE POUR LE RISQUE PLUS ÉLEVÉ DE DT2 CHEZ LES ÉMIRATIENS ET SOUS-TENDENT LA PATHOGENESE DE LA MALADIE.

CONCEPTION DE L'ÉTUDE : Étude cas-témoins. SUJETS : Un sous-ensemble de la cohorte recueillie (objectif spécifique 1), comprenant 100 cas de DT2 émiratis, 100 contrôles résistants à l'insuline et 100 contrôles sensibles à l'insuline. En plus de 100 adultes européens atteints de DT2, 100 témoins résistants à l'insuline et 100 témoins sensibles à l'insuline. Tous les sujets inclus seront appariés selon l'âge et le sexe.

MÉTHODES : Des échantillons de sang total seront prélevés sur les participants. L'ADN sera extrait de leucocytes sanguins isolés pour des tests de méthylation de l'ADN. L'ADN génomique sera traité par conversion au bisulfite, et l'ADN converti au bisulfite sera analysé à l'aide de la technologie Illumina Infinium Human Methylation 450K BeadChip Array. Le BeadChip interroge 485 577 positions de cytosine dans le génome humain ; la majorité sont des dinucléotides CpG (paires de nucléotides cytosine-guanine), avec des sites situés dans des régions de gènes connues, y compris des régions de promoteur, de corps de gène, intergéniques et non traduites.

ANALYSE : Pour un site CpG donné, l'état de méthylation est défini par une valeur bêta, qui est calculée comme l'intensité du canal méthylé divisée par l'intensité totale. La méthylation pour les régions génomiques sera calculée comme le bêta moyen pour toutes les sondes situées dans la région. L'identification des régions différentiellement méthylées (DMR) sera effectuée à l'aide de la méthode du lasso à sonde implémentée dans le package R ChAMP. Les profils de méthylation de l'ADN des Emiratis et des Européens exempts de diabète seront comparés pour identifier les différences dans les profils de méthylation entre les populations. Les profils de méthylation de l'ADN chez les Émiratis et les Européens atteints de DT2 et/ou d'insulino-résistance seront comparés à ceux de témoins sensibles à l'insuline afin d'identifier les DMR associés au DT2 et/ou à l'insulino-résistance dans chaque population. La force d'association des DMR avec le DT2 et/ou la résistance à l'insuline sera analysée par régression logistique pour estimer les tailles d'effet (RC, IC 95 %). Les tailles d'effet seront comparées entre les deux populations pour évaluer si les DMR identifiés peuvent expliquer une partie du risque accru de DT2 chez les Émiratis.