Variazioni genetiche che aumentano il rischio di calcoli renali di calcio: uno studio familiare

Sfondo:

Esiste una componente genetica sottostante alla formazione dei calcoli renali di calcio, con un'ereditarietà stimata a circa il 50%. Nella maggior parte dei soggetti che formano calcoli, la suscettibilità genetica è poligenica con coereditarietà di molteplici varianti genetiche a piccolo effetto. Studi di associazione sull'intero genoma hanno identificato polimorfismi comuni in 31 geni associati alla formazione di calcoli. Come altri disturbi poligenici complessi, questi non tengono pienamente conto della suscettibilità genetica. È probabile che contribuiscano anche varianti rare/a bassa frequenza.

In questo piccolo studio osservazionale, è stato analizzato il DNA di membri di quattro famiglie che formano calcoli di calcio in cui il rischio di calcoli mostrava un'apparente ereditarietà autosomica dominante. I risultati erano correlati ai dati biochimici ottenuti in indagini precedenti.

Obiettivo primario: identificare varianti genetiche rare associate alla formazione di calcoli.

Obiettivo secondario: ricercare l'associazione delle varianti con fattori di rischio biochimici per i calcoli registrati nel 1998-2000.

Partecipanti allo studio Dal 1998 al 2000, quattordici famiglie con almeno tre parenti di primo grado che producevano calcoli di calcio hanno partecipato a uno studio per cercare la segregazione di cinque geni associati alla formazione di calcoli. Hanno effettuato indagini biochimiche e il DNA è stato analizzato utilizzando microsatelliti. I risultati sono stati negativi. In quattro famiglie, i calcoli presentavano un'apparente eredità autosomica del dominio. Quarantasette dei loro membri sono stati reclutati per il nuovo studio.

Metodi Il DNA estratto dal sangue congelato conservato è stato analizzato mediante sequenziamento dell'intero esoma (WES) da dieci formatori di calcoli (tre da ciascuna di tre famiglie e uno dalla quarta) e da tre membri di una famiglia che avevano una bassa escrezione di citrato urinario, un fattore di rischio della pietra. I dati di sequenza sono stati prima confrontati con un pannello di 367 geni candidati segnalati come associati a calcoli, tratti intermedi e funzione renale. Poiché la nefrolitiasi è una condizione relativamente comune, una frequenza allelica minore inferiore o uguale al 2% (MAF ≤ 0,02) è stato applicato per conservare varianti rare e a bassa frequenza. Abbiamo poi analizzato tutte le altre varianti del genoma che erano presenti in tutti e tre i formatori di calcoli all'interno di ciascuna famiglia sottoposta a WES. Abbiamo applicato un filtro aggressivo a questo set di dati molto grande. La rilevanza di ciascuna variante per i calcoli è stata esaminata utilizzando il database DISEASE e un'ampia revisione della letteratura, e a quelle considerate significative è stata data la priorità. Per esaminare l'associazione delle varianti selezionate per ciascuna famiglia con le pietre, queste sono state monitorate attraverso l'analisi Kaspar del pedigree del DNA di tutti i partecipanti alla famiglia. [1] Riepilogo dei risultati

1 Nei formatori di calcoli sono state identificate complessivamente 20 varianti rare (polimorfismi) previste in silico come patogene e potenzialmente rilevanti per l'urolitiasi. Gli studi di monitoraggio per 9 varianti hanno mostrato una scarsa segregazione con calcoli che argomentano contro (ma non escludono) un ruolo nella formazione dei calcoli.

2. La gamma di varianti era diversa per ogni famiglia. 3. Sorprendentemente, le varianti non riguardavano i geni considerati le principali cause dei calcoli. La maggior parte di essi non sono familiari ai medici e agli scienziati di tutto il mondo.

4. Per valutare il probabile significato delle nostre varianti prioritarie, abbiamo ottenuto consulenza dai pochi gruppi a livello mondiale con un interesse di ricerca nei geni rilevanti. I ricercatori di Parigi, Lille e del Regno Unito (Oxford, Cambridge e Sheffield) hanno effettuato analisi funzionali preliminari per aiutare. Nessuno, però, aveva la capacità di fare di più.

5. Dalle sequenze dell'esoma è stata segnalata una variante come variante patogena di TCAF2*, il gene di una proteina che inattiva un canale del calcio della membrana plasmatica. Alla fine è stato dimostrato che questa variante si trova in uno pseudogene inattivo e non significativo.

6 Al momento del nostro studio, una variante, nel trasportatore mitocondriale Mg-ATP SLC25A25*, non precedentemente identificata nei formatori di calcoli, è stata trovata in una grande famiglia italiana con calcoli. [1] 7. I formatori di calcoli con le varianti SLC25A25 e MEPE* presentavano fosfaturia. 8. Nessuna variante rara associata a bassa escrezione di citrato nella famiglia studiata.

Conclusioni i) Variazioni in un'ampia gamma di geni possono contribuire alla formazione di calcoli; questi si verificano in geni che non abbiamo mai incontrato prima. ii) Ulteriori studi di laboratorio sono essenziali per studiare varianti potenzialmente importanti, ma questo è raramente realizzabile a causa della capacità limitata a livello mondiale di studiare i geni coinvolti. iii) I risultati riportati dagli screening dell'esoma sono fallibili: gli pseudogeni sono una fonte di errore. iv) La condivisione dei risultati tra laboratori che conducono studi simili in tutto il mondo è fondamentale.

* TCAF2 TRPM8 Fattore 2 associato al canale; SLC25A25 Portatore di soluto Famiglia 25 Membro 25; Fosfoglicoproteina extracellulare della matrice MEPE.

[1] Jabalameli MR, Fitzpatrick FM, Colombo R et al. Il sequenziamento dell'esoma identifica una variante della malattia del trasportatore mitocondriale di ATP-Mg/Pi SLC25A25 in due famiglie con calcoli renali Mol Genet Genomic Med. 2021 dic;9(12):e1749. doi: 10.1002/mgg3.1749.