Vliv genetické variability na funkci miRNA u pacientů s psoriázou

Bc. Pavel Hruška

Master's thesis

The Effects of Genetic Variability on MiRNA Function in Psoriasis Patients

Abstract:

Psoriáza je chronické zánětlivé onemocnění kůže, jehož etiopatogeneze stále není plně objasněna. V této souvislosti se intenzivně zkoumá role mikroRNA (miRNA), malých molekul nekódující RNA, které regulují expresi genů na posttranskripční úrovni. Změny v regulační funkci miRNA jsou významně zapojeny do patogeneze psoriázy. V poslední době se pozornost obrací také na vliv genetické variability na funkci těchto regulačních mechanismů. Jednonukleotidové polymorfismy (SNP) v sekvenci miRNA nebo 3'UTR mRNA mohou významně ovlivnit funkci regulačního mechanismu. V této práci, designované jako studie případ-kontrola, jsme proto zkoumali kandidátní SNP s predikovanou změnou regulační funkce miRNA v asociaci s možným patologickým zapojením u psoriázy. Studie byla provedena na rozsáhlé české kohortě 551 pacientů s psoriázou ve srovnání se skupinou 704 zdravých jedinců. Metodou polymerázové řetězové reakce a analýzou délky restrikčních fragmentů (PCR-RFLP) bylo analyzováno šest kandidátních SNP (rs2910164, rs4597342, rs1368439, rs1468488, rs11465827 a rs3093665) vybraných kombinací bioinformatických přístupů. Získaná data byla hodnocena ve statistickém programu R. Také byla provedena asociační analýza zkoumaných SNP vytvořením haplotypových map. SNP rs2910164 v sekvenci miR-146a byl již dříve popsán jako rizikový faktor pro psoriázu v čínské populaci, ovšem v naší studii jsme nepozorovali žádný statisticky významný rozdíl v distribuci genotypů mezi pacienty a kontrolami. Statisticky významný rozdíl byl pozorován v rozložení genotypů u SNP rs4597342 v 3'UTR genu ITGAM s predikovanou interakcí s miR 21. Jako riziková se jevila heterozygotní varianta CT ve srovnání s homozygotní variantou CC [poměr šancí (OR) = 1,40, p = 0,014]. Bez statisticky významného rozdílu byly SNP rs1368439 v 3'UTR genu IL12B a SNP rs1468488 3'UTR genu IL17RA. Nicméně rozložení genotypů SNP rs1468488 v kontrolní skupině nebylo v Hardy Weinbergově rovnováze. SNP rs11465827 a rs3093665 byly z analýzy vyřazeny, protože nesplňovaly kritéria polymorfismu. Tato studie je založena pouze na asociaci s genotypem, proto je nutné experimentálně ověřit efekt jednotlivých SNP na regulační mechanismy miRNA v patogenezi psoriázy. Další analýzu těchto SNP je třeba provést na kohortě pacientů s podrobnějšími záznamy, které lépe vystihnou fenotypovou variabilitu psoriázy a umožní posouzení rizik v kontextu expozomu.

Abstract:

Psoriasis is a chronic inflammatory skin disease with still not fully understood etiopathology. However, recent findings in the field of posttranscriptional gene regulation suggest an important role of microRNA (miRNA), small molecules of non-coding RNA, in pathogenesis of psoriasis due to its impairment in psoriatic skin. Most recently, a genetic variability is intensively studied to explain the impairment of the regulatory mechanism through miRNA. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the miRNA sequence or the 3'UTR of a target mRNA may significantly change the properties of miRNA/mRNA interaction. Therefore, in this case-control study we investigated candidate SNPs with a predicted change of miRNA/mRNA interaction in association with a possible role in pathogenesis of psoriasis. The study was performed on a large cohort of 551 Czech psoriatic patients in comparison with a group of 704 healthy individuals. Six candidate SNPs chosen by a combination of bioinformatics approaches (rs2910164, rs4597342, rs1368439, rs1468488, rs11465827 a rs3093665) were then genotyped using polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism analysis (PCR-RFLP). All statistical analysis was performed using statistical software R. The association mapping of studied SNP was also carried out. The studied SNP rs2910164 in miR-146a was earlier described as a risk factor for psoriasis in Chinese population, but no significant differences were observed in the genotype distribution between cases and controls in our study. Statistically significant differences were found in the genotype distribution of the SNP rs4597342 in 3'UTR of ITGAM with a predicted interaction with miR-21. For this SNP a heterozygous variant CT was associated with an increased risk of psoriasis in comparison to homozygous variant CC (odds ratio = 1.40, p = 0.014). No significant results were found for the SNP rs1368439 in 3'UTR of IL12B, or for the SNP rs1468488 in 3'UTR of IL17RA. However, the genotype distribution rs1468488 in the control group was not in agreement with Hardy–Weinberg equilibrium. SNPs rs11465827 and rs3093665 were excluded from the analysis because they did not meet the acceptance criteria for polymorphism. This study is based on genotype associations only, therefore it is necessary to further experimentally investigate the effects of studied SNPs in psoriasis pathogenesis. The following study should be performed on a cohort of psoriatic patients with detailed records that would better reflect the phenotypic variability of psoriasis and enable the risk assessment in the context of exposome.

Keywords

psoriáza, kožní onemocnění, zánětlivé onemocnění, zánět, mikroRNA, SNP, polymorfismus, miR-146a, ITGAM, IL-12B, IL17-RA, rs2910164, rs4597342, rs1368439, rs1468488 Psoriasis, Skin disease, Inflammatory disease, inflammation, MicroRNA, Polymorphism

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 7. 6. 2016
• Supervisor: doc. MUDr. Julie Bienertová Vašků, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Experimental Biology / Molecular Biology and Genetics