Variabilita imunitních genů u pacientů se sarkoidózou

Mgr. Kateřina SIKOROVÁ

Doctoral thesis

Immune Gene Variability in Sarcoidosis Patients

Abstract:

Sarkoidóza je autoimunitní onemocnění postihující primárně plíce, ale i široké spektrum dalších orgánů. U větší části pacientů je přítomna její mírnější forma, může však dojít i k progresi onemocnění a vzniku plicní fibrózy. Včasné odhalení této skupiny pacientů, či naopak identifikace pacientů, u kterých nasazení léčby není potřeba, by mohlo vést k lepšímu managementu onemocnění. Etiologie sarkoidózy stále není zcela objasněná. Velmi podstatnou úlohu v ní ovšem mají především geny imunitního systému. Tato práce byla zaměřená na typizaci HLA variant a jednonukleotidových polymorfismů v genech spojených především s imunitním systémem. Sarkoidóza, jak z předešlých studií vyplývá, je velmi heterogenní onemocnění a jeho výskyt, ale i projevy závisí na etnickém původu pacientů. Byly analyzovány dvě středoevropské populace - česká a polská, dále pak řecká populace a korejská populace. Variabilita HLA lokusů byla studována i ve zdravé chorvatské populaci. Analýza HLA lokusů byla provedena pomocí NGS typizace s vysokým rozlišením na 4 pole. Jednonukleotidové polymorfismy byly identifikovány pomocí metody MassArray, která je založená na prodloužení o jednu bázi a následnou analýzu MALDI-TOF. V této práci byly replikovány výsledky předchozích studií, ale i objeveny nové polymorfismy a HLA varianty asociované se vznikem, či průběhem sarkoidózy. Byla prokázána také spojitost etnického původu s výskytem HLA variant a polymorfismů v daných populacích. Ve středoevropských populacích byla významná spojitost polymorfismů spjatých s MHC oblastí s příznivější prognózou sarkoidózy. U řecké a české populace byla potvrzena spojitost polymorfismu v genu ANXA11 jako protektivního pro vznik sarkoidózy. V řecké populaci, a především pak v populaci korejské, byl naopak znatelný silný vliv polymorfismů v genu TGF- na vznik a průběh sarkoidózy. Byla popsána diverzita HLA variant u východních Chorvatů, která poukazuje na charakteristické detaily alel a haplotypů, které odpovídají složité populační historii studované skupiny Chorvatů a této geografické oblasti. Analýzou HLA lokusů byly v české populaci identifikovány jako rizikové pro vznik sarkoidózy varianty HLA-DQB1*06:02, HLA-DQB1*06:04 a DRB1*11:01. S příznivou prognózou byly spojené varianty, které jsou součástí 8.1 ancestrálního haplotypu. Se závažnějším průběhem byly asociovány varianty HLA-DQB1*05:03, DRB1*14:54 a HLA-DQA1*01:04. V korejské populaci byly s rizikem sarkoidózy asociované varianty HLA-C*03:04, HLA-DRB1*12:01 a HLA-DRB1*14:54. Naopak s příznivější prognózou byly u korejské populace spojeny varianty HLA-DRB1*12:01 či HLA-DQA1*01:02.

Abstract:

Sarcoidosis is an autoimmune disease primarily affecting the lungs but also a wide range of other organs. A milder form of sarcoidosis is present in most patients, but the progression of the disease and pulmonary fibrosis can also occur. Early detection of this group of patients or, conversely, identification of patients in whom treatment is not needed could lead to better disease management. The etiology of sarcoidosis is still not fully understood, but immune system genes play a crucial role. In this study, we focused on HLA variant typing and single nucleotide polymorphism typing in genes mainly associated with the immune system. As previous studies have shown, sarcoidosis is heterogeneous; its incidence and manifestations depend on ethnicity. We analyzed two Central European populations - Czech and Polish, and the Greek and Korean populations. We also studied the variation of HLA loci in the healthy Croatian population. HLA locus typing was performed using high-resolution NGS typing on 4 fields. Single nucleotide polymorphisms were identified using the MassArray method based on single base extension followed by MALDI-TOF analysis. In this work, we replicated the results of previous studies and discovered new polymorphisms and HLA variants associated with the onset or course of sarcoidosis. We also demonstrated the importance of ethnic influences on the prevalence of HLA variants and polymorphisms in the populations. In Central European populations, polymorphisms associated with the MHC region were significantly associated with a more favorable prognosis of sarcoidosis. In the Greek and Czech populations, we confirmed the protective association of polymorphisms in the ANXA11. In contrast, in the Greek population and the Korean population, polymorphisms in the TGF- gene strongly influenced the development and progression of sarcoidosis. HLA diversity in eastern Croats was described, which shows characteristic details of alleles and haplotypes that correspond to the complex population history of the Croatian group studied and this geographical region. By analysis of HLA loci, we identified HLA-DQB1*06:02, HLA-DQB1*06:04, and DRB1*11:01 as risk loci for sarcoidosis in the Czech population. Variants that are part of the 8.1 ancestral haplotype were associated with a favorable prognosis. A more severe course was associated with HLA-DQB1*05:03, DRB1*14:54, and HLA-DQA1*01:04 variants. In the Korean population, variants HLA-C*03:04, HLA-DRB1*12:01, HLA-DRB1*14:54, and HLA-DQA1*05:08, for example, were associated with sarcoidosis risk. HLA-DRB1*12:01 or HLA-DQA1*01:02 variants have been associated with a better prognosis in the Korean population.

Keywords

Sarcoidóza, průběh onemocnění, SNP, HLA, Biomarkery, NGS, MassArray

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 12. 2022

Thesis defence

• Supervisor: prof. MUDr. Martin Petřek, CSc.

Palacký University Olomouc

Faculty of Medicine and Dentistry

Doctoral programme / field:
Physiology and Pathological Physiology / Physiology and Pathological Physiology