Badania nad czynnikami genetycznymi związanymi z wrodzonym zwichnięciem stawu biodrowego: badanie asocjacyjne całego genomu w Grand West France (GENETHIP)

Wrodzone zwichnięcie stawu biodrowego (CHD) jest jedną z najczęstszych nieprawidłowości szkieletu w populacji kaukaskiej (częstość: 2-10/1000). Choroba ta wynika z nieprawidłowości w relacjach głowy kości udowej z panewką, generowanych przez defekt morfologiczny jamy i/lub nadmierną ruchomość stawu.

Stan ten jest obecnie definiowany jako choroba wieloczynnikowa obejmująca z jednej strony czynniki mechaniczne związane z warunkami ciąży i porodu, a z drugiej strony czynniki genetyczne sugerowane przez predyspozycje etniczne i obserwowaną agregację rodzinną. Pomimo badań przesiewowych noworodków, CHD pozostaje problemem zdrowia publicznego ze względu na dużą częstość występowania, niepełnosprawność czynnościową, do której prowadzi w przypadku późnego rozpoznania oraz naturalną ewolucję do choroby zwyrodnieniowej stawów biodrowych.

CHD była przedmiotem znacznej liczby publikacji na temat trudnych aspektów jej badań przesiewowych i leczenia, ale obecnie dostępnych jest niewiele danych na temat czynników genetycznych.

Badania genetyczne prowadzone nad CHD opierały się na badaniach powiązań kliniczno-kontrolnych, skupionych na genach kandydujących, oraz analizie powiązań genetycznych, dwóch strategiach klasycznie stosowanych w epidemiologii genetycznej.

Do tej pory strategie te nie pozwoliły na wyjaśnienie genetycznego determinizmu patologii.

Znaczny postęp, jaki dokonał się w ostatnich latach zarówno w zakresie poznania ludzkiego genomu i jego zmienności, w rozwoju narzędzi metodologicznych i technologicznych pozwala lepiej zrozumieć determinizm genetyczny złożonych chorób, jakimi są CHD.

Rozwój technik szerokopasmowego sekwencjonowania, wspomnianego sekwencjonowania nowej generacji (NGS for Next Generation Sequencing) faktycznie umożliwia sekwencjonowanie całego genomu lub zestawu jego regionów kodujących (egzom) i obecnie pozwala na identyfikację rzadkich wariantów, tj. powiedzmy warianty mające częstość mniejszych alleli mniejszą niż 1%. Warianty te nie były wcześniej rozpoznawane przez strategie tradycyjnie stosowane w epidemiologii genetycznej, które opierają się na badaniu powszechnych wariantów (częstość mniejszych alleli ≥ 5%) wymienionych w publicznych bazach danych ludzkiego genomu.

Technika sekwencjonowania NGS pozwala spojrzeć na problem badania złożonych chorób w nowym świetle i wydaje się konieczne zastosowanie tej strategii do CHD w celu poszukiwania czynników genetycznych zaangażowanych w patologię.

Pierwotnie przewidywana strategia analizy genetycznej obejmowała badanie asocjacyjne całego genomu (GWAS), którego celem jest genotypowanie milionów częstych markerów genetycznych rozsianych wzdłuż genomu i testowanie ich związku z chorobą.

Postęp technologiczny dokonany w dziedzinie genetyki molekularnej od czasu wdrożenia protokołu GENETHIP umożliwił przewidzenie nowych strategii identyfikacji czynników genetycznych zaangażowanych w złożoną chorobę, taką jak CHD. Strategie te obejmują wysokowydajne sekwencjonowanie — sekwencjonowanie nowej generacji (NGS) — które obecnie umożliwia sekwencjonowanie wszystkich regionów kodujących genomu (egzomu). Oprócz częstych wariantów, technika ta umożliwia również identyfikację rzadkich wariantów (częstość mniejszego allelu <1%), które nie zostały przeanalizowane przez strategię pierwotnie przewidzianą w tym projekcie.

Dlatego postanowiono przyjąć tę nową strategię w badaniu GENETHIP. Wielkość próby można zmniejszyć, ponieważ średnia częstość mniejszego allelu jest niższa w przypadku tego typu badań.

Przyjęta nowa strategia genetyczna wymaga jednak włączenia wybranych fenotypów, co prowadzi do rekrutacji wyłącznie pacjentów z rodzinnym wywiadem wrodzonych wad stawu biodrowego i wykluczenia tych, którzy mieli prezentację przy siedzeniu (główny mechaniczny czynnik ryzyka CHD). Ma to na celu lepsze ukierunkowanie na genetyczny charakter patologii.