Genetische en andere aspecten van podoconiose

Dit onderzoeksprotocol is ontworpen om verschillen in genexpressie en immunologisch profiel en histopatologische presentatie van podoconiose te bestuderen door gevallen en controles in Ethiopië te vergelijken. Podoconiose is een geochemisch lymfoedeem van de onderste ledematen als gevolg van langdurige blootsvoets blootstelling aan irriterende rode kleigronden van vulkanische oorsprong. De ziekte legt een enorme sociale en economische last op en treft meer dan 4 miljoen mensen in tropisch Afrika, Midden- en Zuid-Amerika en Noord-India. De pathologische veranderingen bij podoconiose zijn nog steeds niet bekend en de histopathologische kenmerken van de ziekte zijn nog niet goed bestudeerd. Onze recente genoombrede associatiestudie onthulde dat varianten in HLA klasse II-genen (HLA-DRB1, -DQB1 en -DQA1) geassocieerd zijn met podoconiose, en suggereert dat de ziekte een Tcel-gemedieerde inflammatoire aandoening kan zijn (New Eng J Med 2012 ). De doelstellingen van de huidige studie zijn het onderzoeken van de immunologische profielen en genexpressieverschillen tussen podoconiosepatiënten en gezonde controles. De studie zal 150 proefpersonen omvatten, bestaande uit 100 gevallen (50 in een vroeg stadium en 50 in een gevorderd stadium), en 50 controles uit Ethiopië. Geanonimiseerde weggegooide huidweefselmonsters zullen worden verkregen uit uitgesneden knobbeltjes van 50 patiënten in een gevorderd stadium die nodulectomie (chirurgische uitsnijdingen van knobbeltjes) ondergaan in het Bahir Dar Hospital. Er zullen ponsbiopten worden verkregen van aangetaste huidweefsels (epidermis en dermis) van 50 podoconiosepatiënten in een vroeg stadium die routinebehandeling ondergaan in Dur-Bete

Podoconiosis Center, en normale huidweefsels (epidermis en dermis) van 50 controlepersonen die orthopedische chirurgie van de onderbenen ondergingen in het Bahir Dar Hospital. We zullen ook ponsbiopten van 6 mm huidweefsel verkrijgen van de onaangetaste gebieden in de onderste ledematen van alle podoconiosepatiënten en perifere bloedmonsters (PBS) van alle proefpersonen. RNA uit PBS- en T-cellen gescheiden van andere cellen zal worden geëxtraheerd in het Armauer Hansen Research Institute of Ethiopia (AHRI) en zal samen met huidbiopten die in vloeibare stikstof worden bewaard, worden verzonden naar CRGGH/NHGRI. Back-upmonsters worden bewaard in AHRI. We zullen RNA-seq, een high-throughput RNA-sequencingtechnologie, gebruiken om het transcriptoom te karakteriseren door complementaire DNA's (cDNA's) te sequentiëren, gevolgd door het in kaart brengen van de sequentielezingen naar het genoom. Generatie van dubbelstrengs cDNA uit mRNA en kwantificering van cDNA-concentratie

worden gedaan in ons laboratorium bij NIH. Sequencing zal worden gedaan door een commercieel high-throughput sequencing-bedrijf, SeqWright (Houston, TX), een door Illumina gecertificeerde dienstverlener. Immunologische profilering zal gebeuren met behulp van een FACSCalibur type flowcytometrie. Analyse van gegevens zal worden uitgevoerd met behulp van geschikte statistische programma's en pijplijnsuites, zoals hieronder beschreven. Deze studie zal naar verwachting differentiële genexpressie tussen podoconiosepatiënten en controles onthullen. Bovendien zal het de evolutie van genexpressiehandtekeningen bij podoconiosepatiënten in kaart brengen door de verschillende klinische stadia van de ziekte. De bevindingen kunnen mogelijk leiden tot biomarkers die de klinische en genetische kenmerken van de ziekte aanvullen. De histopathologische studies zullen een uitgebreide beschrijving geven van de cutane en immunologische respons over het hele spectrum van de ziekte. De integratie van klinische, immunologische, genetische, cellulaire en moleculaire kenmerken van de ziekte zal de ontwikkeling van een model voor het natuurlijke beloop en de pathogenese van deze verwaarloosde tropische ziekte vergemakkelijken.