Molekulární podstata familiární hypercholesterolémie

Mgr. Lukáš Tichý, Ph.D.

Doctoral thesis

Molecular basis of familial hypercholesterolemia

Abstract:

V disertační práci jsem se věnoval analýze genů spojených s fenotypovými projevy familiární hypercholesterolémie. Familiární hypercholesterolémie (FH) je autosomálně dominantní dědičné onemocnění charakterizované izolovaným zvýšením low density lipoprotein (LDL) cholesterolu v krvi pacientů. Dlouhodobě zvýšená hladina LDL cholesterolu v krvi je stěžejním krokem v patofyziologických mechanizmech vedoucích k ateroskleróze. Jednou z nejčastějších příčin FH jsou mutace v genech kódujících LDL receptor (LDLR) a apolipoprotein B (APOB). Gen pro LDL receptor se nachází na 19. chromozómu a je složen z 18 exonů. Doposud bylo popsáno 1741 sekvenčních variant genu LDLR. Na rozdíl od genu LDLR, kde jsou mutace rozprostřeny v rámci celého genu a pro diagnostické účely se provádí analýza všech exonů a přilehlých intronových oblastí, je molekulární analýza genu APOB zaměřena na detekci nejčastější mutace p.(Arg3527Gln). Frekvence heterozygotů FH je 1/500, frekvence homozygotů nebo složených heterozygotů 1/1 000 000. Celkem bylo v letech 1997 – 2014 zanalyzováno 3900 vzorků probandů suspektních pro FH. Mutace v LDLR genu byla nalezena v 833 případech (21,4%), mutace v genu APOB v 377 případech (9,7%). U 85 pacientů byla provedena analýza genu PCSK9 bez nálezu kauzální mutace. Celkem bylo nalezeno 180 typů mutací v LDLR genu. V 69,4% případů se jednalo o bodové mutace, v 19,5% o malé delece, duplikace a inzerce (<100 bp). Pomocí metody MLPA bylo nalezeno celkem 20 typů rozsáhlých genových přestaveb (11,1%), z toho se v 15 případech jednalo o delece a v 5 případech o duplikace. U 8 typů těchto přestaveb jsme identifikovali body zlomu a určili mechanizmus, kterým k přestavbě došlo. U 6 přestaveb byla jako mechanizmus vzniku určena nealelická homologní rekombinace (NAHR – Nonallelic homologous recombination) u 2 zbývajících pak nehomologní spojení konců (NHEJ - Nonhomologous end joining).

Abstract:

In this PhD thesis I studied and analyzed the genes which are related with familial hypercholesterolemia. Familial hypercholesterolemia (FH) is autosomal dominant inherited disorder which is characterized by isolated elevation of low density lipoprotein (LDL) cholesterol in the patients. This elevated level of LDL cholesterol is crucial step in pathophysiology of atherosclerosis. Mutations in the low density lipoprotein receptor (LDLR) gene and in the apolipoprotein B (APOB) gene are the most common cause of FH. LDLR gene is located on chromosome 19 and is composed from 18 exons. More than 1740 mutations in this gene were described to date. Mutations in the LDLR gene are located along the whole sequence of the gene. All exons, intron junctions and promoter are analyzed for the diagnostics. On the contrary, only one common mutation p.(Arg3527Gln) is analyzed in the APOB gene. Frequency of FH heterozygotes is 1/500, frequency of homozygotes or compound heterozygotes is 1/1 000 000. 3900 samples of FH suspected probands were analyzed during years 1997 – 2014. Mutations in the LDLR gene were found in 833 cases (21,4%), in APOB gene in 377 cases (9,7%). Causal mutation in PCSK9 gene was not found in none of 85 patients. 180 types of mutation were found in the LDLR gene. Point mutations account of 69,4%, small deletions, insertion and duplication (<100 bp) of 19,5%. Using MLPA, 20 types of large rearrangements (11,1%) were found. Deletion was identified in 15 cases and duplication in 5 cases. In 8 types of rearrangements, we identified the breakpoints and mechanism of origin: mechanism of nonallelic homologous recombination (NAHR) was identified in 6 cases and nonhomologous end joining (NHEJ) mechanism was found in 2 cases respectively.

Keywords

familiární hypercholesterolémie, LDL receptor, ateroskleróza, LDLR, APOB, PCSK9, cholesterol, familial hypercholesterolemia, atherosclerosis, cholesterol.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 11. 2014

Thesis defence

• Date of defence: 21. 1. 2015
• Supervisor: doc. RNDr. Lenka Fajkusová, CSc.
• Reader: MUDr. Lenka Dostalová Kopečná, Ph.D., MUDr. Jiří Hyjánek, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Biochemistry (4-years) / Genomics and Proteomics