A T2D genetikai és epigenetikai kockázata az Egyesült Arab Emírségekben

Kutatásom általános célja az lesz, hogy megvizsgáljam a környezeti, genetikai és epigenetikai tényezők hozzájárulását a T2D megnövekedett kockázatához az emírségekben az európaiakhoz képest. Konkrét céljaim a következők lesznek:

1. Hozzon létre egy csoportot az Emirati T2D esetekből és kontrollokból, hogy lehetővé tegye a T2D genetikai és környezeti kockázati tényezőinek vizsgálatát az Egyesült Arab Emírségekben.
2. Az összegyűjtött adatok segítségével vizsgálja meg, hogy az elhízás, a fizikai inaktivitás és az étkezési szokások milyen mértékben járulnak hozzá a T2D megnövekedett kockázatához az Emirátusok körében az Egyesült Királyságban élő európaiakhoz képest.
3. Vizsgálja meg, hogy az ismert és új genetikai változatok felelősek-e a T2D magas kockázatáért Emiratisben.
4. Vizsgálja meg a T2D-ben szenvedő és nem cukorbeteg kontrollok DNS-metilációs profilját Emiratisban és európaiakban, és azonosítsa a metilációs profilok különbségeit a két populáció között.
5. Azonosítsa azokat a jelölt metilációs régiókat, amelyek összefüggésben állnak a T2D magasabb kockázatával az Emiratisban, és ennek oka lehet.

1. ALAKÍTS EL AZ EMIRATI T2D ESETEK ÉS ELLENŐRZÉSEK KOHORSZÁJÁT, A T2D GENETIKAI ÉS KÖRNYEZETI TÉNYEZŐI VIZSGÁLATÁNAK LEHETŐSÉGÉHEZ AZ Egyesült Arab Emírségekben.

A VIZSGÁLAT TERVEZÉSE: Eset-kontroll vizsgálat ALANYAI: 600 T2D-ben szenvedő emiráti felnőtt és 600 kor-nem szerinti, T2D-től mentes kontroll, akiket az Abu Dhabiban, Egyesült Arab Emírségekben található Imperial College London Diabetes Centerből (ICLDC) vettek fel. A toborzás 2016 áprilisában kezdődött. A résztvevők között vannak 18 év feletti férfiak és nők. Teljes tájékoztató levelet kapnak a vizsgálatról, és írásos hozzájárulásukat kérik a vizsgálatba való felvételhez.

MÓDSZEREK: A résztvevők egészségügyi vizsgálaton esnek át, amelyet az ICLDC ápolói és kérdezőbiztosai végeznek. A vizsgálatok tartalmazzák a rövid kórtörténetet, az antropometrikus méréseket, beleértve a súlyt, magasságot, derék- és csípőkörfogatot, valamint a vérnyomást. Vérmintákat vesznek 8 órás koplalás után biokémiai elemzéshez, amely magában foglalja a glükóz-, inzulin-, HDL- és összkoleszterin- és trigliceridszintek mérését. A cukorbetegség meghatározása a WHO 1999-es kritériumai alapján történik. Az elhízást BMI-vel értékelik, ahol az alanyok elhízottaknak minősülnek, ha BMI ≥30 kg/m2, és túlsúlyosnak, ha 25 kg/m2 ≤ BMI < 30 kg/m2. Ezen túlmenően a résztvevőknek egy fizikai aktivitási kérdőívet kell kitölteniük, hogy felmérjék tevékenységüket a munkahelyen, a közlekedésben és a szabadidőben egy átlagos hét során. Egy 200 résztvevőből álló részhalmazt, akik közül 100 mentes a T2D-től és 100 a T2D-től, felkérjük, hogy viseljen Actigraph aktivitásmérőt, amely 7 napon keresztül méri a fizikai aktivitás szintjét. Ezeket a résztvevőket arra is felkérik, hogy töltsenek ki egy étkezési gyakorisági kérdőívet, hogy felmérjék étkezési szokásaikat.

ELEMZÉS: Az adatokat teljességre, következetességre és válaszadási arányra, valamint a válaszadók elfogultságára vonatkozó bizonyítékok tekintetében megvizsgáljuk. Leíró elemzéseket fogok végezni, hogy meghatározzam a T2D hagyományos rizikófaktorainak kor- és nem-specifikus prevalenciáját az Emirátusok körében, és ezek kapcsolatát a T2D-vel ebben a populációban.

INDOKOLÁS: A projektet 2016 márciusában tervezték elindítani; azonban a finanszírozás hiánya és a főiskolai felvételi késedelme miatt nem tudtam folytatni az elemzéseket. 2016 áprilisa és 2017 februárja között 1000 emíriai alany toborzását végeztem; 500 T2D-vel és 500 cukorbetegségtől mentes. Most folytatom további 200 alany toborzását a fizikai aktivitás monitorozására és az étkezési szokásokra vonatkozó adatgyűjtésre.

2. VIZSGÁLJA A KÖRNYEZETI KOCKÁZATI TÉNYEZŐK HOZZÁJÁRULÁSÁT A T2D MEGFELELŐDŐ KOCKÁZATÁHOZ AZ Egyesült Arab Emírségekben.

A VIZSGÁLAT TERVEZÉSE: Eset-kontroll vizsgálat TÁRGYAI: Az Emirati T2D esetek és kontrollok kohorsza (1. konkrét cél), valamint ~5000 európai.

ELEMZÉS: Mérje fel a BMI-ben, a derék- és csípőkörfogatban, a fizikai aktivitási szintekben és a táplálékfelvételben mutatkozó különbségeket az emiratiak és az európaiak között, akik mentesek a cukorbetegségtől. Ez lehetővé teszi számomra annak azonosítását, hogy a T2D prevalencia arányában az emírségekben és az európai alanyokban az irodalomban közölt különbségek párhuzamba állnak-e a környezeti kockázati tényezők eltérő arányával. Továbbá a környezeti kockázati tényezők T2D-vel való kapcsolatának erősségét logisztikus regresszióval értékeljük. Az életkor, a BMI, a derék-csípő arány (WHR), a fizikai inaktivitás és a táplálékbevitel esélyhányadosát (OR, 95%-os bizalmi intervallum (CI) 95%) a rendszer az emírségekben számítja ki, és az európaiakhoz hasonlítja. Ez felméri, hogy a környezeti kockázati tényezők megmagyarázhatják-e a két populáció közötti T2D kockázati nagyságrendbeli különbséget.

3. VÉGZEN EL A GENÓMRA SZÁRMAZÓ SZÖVETSÉG ELEMZÉSÉT AZ ÚJ ÉS ISMERT GENETIKAI LOKUSZOK BEFOLYÁSOLÁSA, ÉS AZ Egyesült Arab Emírségekben a T2D NÖVEKEDÉS KOCKÁZATÁHOZ HOZZÁJÁRULÓ AZONOSÍTÁSÁRA.

VIZSGÁLAT TERVEZÉSE: Eset-kontroll vizsgálat. TÁRGYAK: Az Emirati T2D esetek és kontrollok kohorsza (1. konkrét cél), valamint ~5000 európai.

MÓDSZEREK: A résztvevőktől 8 órás koplalás után teljes vérmintákat vesznek DNS-kivonás és genotipizálás céljából. A DNS-t a PureLinkTM Genomic DNS extrakciós készlettel (Invitrogen, Life Technologies) extraháljuk a gyártó utasításait követve. A genotipizálást az Illumina Infinium II SNP genotipizáló tömbön hajtják végre, amely akár 500 000 SNP-lókusz genotipizálását is képes skálázni. Az amplifikált és fragmentált DNS-mintákat a BeadChips-re alkalmazzák, ahol lókusz-specifikus 50-merhez kapcsolódnak (kovalens kötéssel a több mint 500 000 gyöngytípus egyikéhez). Egy gyöngytípus felel meg minden allélnak SNP-lókuszonként. Az allélspecifitást az enzimatikus bázis kiterjesztése biztosítja, majd a gyöngyök fluoreszcencia intenzitásának mérésével azonosítjuk.

ELEMZÉS: Azonosítson olyan változatokat, amelyek allélgyakorisága magasabb az Emirátusok körében, mint az európaiakban. Az allélgyakoriságokat összehasonlítják a T2D-s emírségi alanyok és az egészséges kontrollok között, hogy azonosítsák az ismert és új genetikai lókuszokat, amelyek a T2D-vel kapcsolatosak az Egyesült Arab Emírségekben. A genetikai variánsok T2D-vel való asszociációjának erősségét additív genetikai modellben logisztikus regresszióval elemezzük, hogy megbecsüljük a hatások méretét (OR-k, CI 95%). A hatásméreteket összehasonlítják az európaiak adataival, hogy felmérjék, vajon az azonosított genetikai variánsok részben megmagyarázhatják-e a T2D megnövekedett kockázatát az Emiratisban.

Emellett tesztelni fogom az SNP-ket az éhgyomri glükózszinttel, az éhomi inzulinszinttel, a trigliceridszinttel, az inzulinérzékenységgel vagy a β-sejt-funkcióval való összefüggésre, additív genetikai modellben, és a hatásméreteket összevetem az európaiak adataival. Ezen túlmenően, a genetikai lókuszok együttes hatását, amelyek hasonló T2D-vel kapcsolatos fenotípusos tulajdonságokat befolyásolnak, teszteljük a két populációban. Ez annak értékelése révén történik, hogy az Emirátisban az európaiakhoz képest egyre nagyobb számú kockázati allél hordoz egy T2D köztes fenotípust.

INDOKOLÁS: A toborzási és finanszírozási korlátok miatt a GWA elemzéseket csak 600 T2D esetben és 600 cukorbetegségtől mentes kontrollban végezzük el. Ezzel a mintanagysággal képes leszek azonosítani az Emirátus-specifikus genetikai kockázati változatokat, amelyek 10%-os kisebb allélgyakorisággal és 1,3-as hatásmérettel rendelkeznek, 80%-os teljesítménnyel. Ez teljesíti azon célunkat, hogy azonosítsuk a lehetséges klinikai jelentőséggel bíró, Emirati-specifikus variánsokat. Az 1. táblázat összefoglalja a kisebb allélgyakoriságok és esélyarányok tartományához szükséges mintanagyságot egy eset-kontroll vizsgálati tervben.

4. VIZSGÁLJA MEG AZ EMIRATIS ÉS EURÓPAI KÖZÖTTI DNS-METILÁCIÓS PROFILOK KÜLÖNBSÉGÉT, ÉS AZONOSÍTJA AZOKAT JELÖLT METILÁCIÓS RÉGIÓKAT, AMELYEK AZ EMIRATIS ÉS A ALFÖRÖM BETEGSÉGEK KÖZÖTT A T2D NAGYOBB KOCKÁZATÁT SZÁMÍTHATJÁK.

VIZSGÁLAT TERVEZÉSE: Eset-kontroll vizsgálat. TÁRGYAK: Az összegyűjtött kohorsz egy részhalmaza (1. konkrét cél), beleértve 100 Emirati T2D esetet, 100 inzulinrezisztens kontrollt és 100 inzulinérzékeny kontrollt. 100 T2D-vel rendelkező európai felnőtt mellett 100 inzulinrezisztens kontroll és 100 inzulinérzékeny kontroll is. Minden bekerült tantárgy életkorhoz és nemhez igazodik.

MÓDSZEREK: A résztvevőktől teljes vérmintákat vesznek. A DNS-t izolált vérleukocitákból vonják ki a DNS-metilációs vizsgálatokhoz. A genomi DNS-t biszulfit konverzióval kezelik, a biszulfittal átalakított DNS-t pedig Illumina Infinium Human Methylation 450K BeadChip Array technológia segítségével elemzik. A BeadChip 485 577 citozin pozíciót kérdez le az emberi genomban; többségük CpG (citozin-guanin nukleotid pár) dinukleotid, ismert génrégiókon belül található helyekkel, beleértve a promotert, a géntestet, az intergénikus és nem transzlált régiókat.

ELEMZÉS: Egy adott CpG hely esetében a metilációs állapotot egy béta érték határozza meg, amelyet a metilált csatorna intenzitása osztva a teljes intenzitással számítanak ki. A genomiális régiók metilezését a régión belül található összes próba átlagos béta-értékeként számítják ki. A differenciálisan metilált régiók (DMR-ek) azonosítását a ChAMP R csomagban megvalósított próba lasszó módszerrel végezzük. Az Emiratis és a cukorbetegségtől mentes európaiak DNS-metilációs profiljait összehasonlítják majd, hogy azonosítsák a populációk közötti metilációs profilok különbségeit. Az Emiratisban és a T2D-vel és/vagy inzulinrezisztenciában szenvedő európaiakban a DNS-metilációs profilokat összehasonlítják az inzulinérzékeny kontrollokéval, hogy azonosítsák a T2D-vel és/vagy inzulinrezisztenciával kapcsolatos DMR-eket minden egyes populációban. A DMR-ek T2D-vel és/vagy inzulinrezisztenciával való kapcsolatának erősségét logisztikus regresszióval elemezzük a hatásméretek becsléséhez (OR-k, CI 95%). A hatásméreteket a két populációban összehasonlítják, hogy felmérjék, vajon az azonosított DMR-ek magyarázatot adhatnak-e a T2D megnövekedett kockázatára az Emiratisban.