Genetiske variasjoner som øker risikoen for kalsiumnyrestein: en familiebasert studie

Bakgrunn:

Det er en underliggende genetisk komponent i dannelsen av kalsiumnyrestein, med arvelighet estimert til omtrent 50 %. Hos de fleste steindannere er genetisk følsomhet polygen med samarv av flere genvarianter med liten effekt. Genomomfattende assosiasjonsstudier har identifisert vanlige polymorfismer i 31 gener assosiert med steindannelse. Som andre komplekse polygene lidelser, står disse ikke fullt ut for genetisk følsomhet. Sjeldne/lavfrekvente varianter vil sannsynligvis også bidra.

I denne lille observasjonsstudien ble DNA analysert fra medlemmer av fire kalsiumsteindannende familier der risikoen for steiner viste tilsynelatende autosomal dominant arv. Funnene var relatert til biokjemiske data innhentet i tidligere undersøkelser.

Primært mål: å identifisere sjeldne genvarianter assosiert med steindannelse.

Sekundært mål: å se etter assosiasjon av variantene med biokjemiske risikofaktorer for steiner registrert i 1998-2000.

Studiedeltakere I 1998 til 2000 deltok fjorten familier med minst tre førstegradsslektninger som produserte kalsiumsteiner i en studie for å se etter segregering av fem gener assosiert med steindannelse. De hadde biokjemiske undersøkelser og DNA ble analysert ved hjelp av mikrosatellitter. Resultatene var negative. I fire av familiene hadde steiner tilsynelatende autosomal domenearv. Førtisyv av medlemmene deres ble rekruttert til den nye studien.

Metoder DNA ekstrahert fra lagret frossent blod ble analysert ved hjelp av hel eksomsekvensering (WES) fra ti steindannere (tre fra hver av tre familier og en fra den fjerde), og fra tre medlemmer fra en slekt som hadde lav utskillelse av urinsitrat, en steinrisikofaktor. Sekvensdata ble først kryssreferert mot et panel av 367 kandidatgener rapportert å være assosiert med steiner, mellomliggende egenskaper og nyrefunksjon. Siden nefrolithiasis er en relativt vanlig tilstand, en mindre allelfrekvens på mindre enn eller lik 2 % (MAF≤0,02) ble brukt for å beholde sjeldne og lavfrekvente varianter. Vi analyserte deretter alle andre varianter fra hele genomet som var til stede i alle tre steindannere i hver familie som gjennomgikk WES. Vi brukte aggressiv filtrering på dette veldig store datasettet. Relevansen av hver variant for steiner ble gjennomgått ved hjelp av DISEASE-databasen og omfattende litteraturgjennomgang, og de som ble vurdert som signifikante ble prioritert. For å undersøke assosiasjonen av varianter valgt for hver slekt med steiner, ble de sporet over stamtavlen ved Kaspar-analyse av DNA fra alle familiedeltakere. [1] Resultatsammendrag

1 Samlet ble 20 sjeldne varianter (polymorfismer) spådd i silico å være patogene og potensielt relevante for urolithiasis identifisert i steindannere. Sporingsstudier for 9 varianter viste dårlig segregering med steiner som argumenterte mot (men ikke utelukkende) en rolle i steindannelse.

2. Clutchen av varianter var forskjellig for hver familie. 3. Overraskende nok var variantene ikke i gener som har blitt sett på som hovedårsakene til steiner. De fleste av dem er ukjente for klinikere og forskere over hele verden.

4. For å vurdere den sannsynlige betydningen av våre prioriterte varianter, innhentet vi råd fra de få gruppene over hele verden med forskningsinteresse i de relevante genene. Forskere i Paris, Lille og Storbritannia (Oxford, Cambridge og Sheffield) gjorde foreløpige funksjonsanalyser for å hjelpe. Ingen hadde imidlertid kapasitet til å gjøre mer.

5. Fra eksomsekvensene ble en variant rapportert som en patogen variant av TCAF2*, genet for et protein som inaktiverer en plasmamembrankalsiumkanal. Denne varianten ble til slutt vist å være i et inaktivt pseudogen og ikke signifikant.

6 På tidspunktet for vår studie ble en variant, i mitokondriell Mg-ATP-transportør SLC25A25*, ikke tidligere identifisert i steindannere, funnet i en stor italiensk familie med steiner. [1] 7. Steindannere med variantene SLC25A25 og MEPE* hadde fosfaturi. 8. Ingen sjeldne varianter assosiert med lav sitratutskillelse i familien som ble undersøkt.

Konklusjoner i) Variasjoner i et bredt spekter av gener kan bidra til steindannelse; disse forekommer i gener som vi ikke har vært borti før. ii) Ytterligere laboratoriestudier er avgjørende for å undersøke potensielt viktige varianter, men dette er sjelden oppnåelig på grunn av begrenset kapasitet over hele verden til å undersøke genene som er involvert. iii) Resultater rapportert fra exome-skjermer er feilbare - pseudogener er en feilkilde. iv) Det er avgjørende å dele funn mellom laboratorier som gjør lignende studier over hele verden.

* TCAF2 TRPM8 kanalassosiert faktor 2; SLC25A25 Solute Carrier Family 25 Medlem 25; MEPE matrise ekstracellulært fosfoglykoprotein.

[1] Jabalameli MR, Fitzpatrick FM, Colombo R et al. Eksomsekvensering identifiserer en sykdomsvariant av mitokondriell ATP-Mg/Pi-bærer SLC25A25 i to familier med nyrestein Mol Genet Genomic Med. 2021 Des;9(12):e1749. doi: 10.1002/mgg3.1749.