Molecular MedicineReports

Úvod

Endometrióza je záhadné onemocnění s neznámou etiologií a špatně pochopenou patogenezí. Je definována přítomností endometriální tkáně vně děložní dutiny a ženy s endometriózou představují vysoce rizikovou populační skupinu pro velkou kategorii chronických onemocnění(1). Familiární asociace endometriózy navíc naznačuje genetický podíl na onemocnění a různé lokusy genetické náchylnosti byly identifikovány ve studiích případů a kontrol i v celogenomových asociačních studiích (GWAS) (2).

Dosud byla publikována zjištění týkající se komorbidity gynekologických a negynekologických onemocnění s endometriózou (3). v rámci toho byly zkoumány různé asociace mezi endometriózou a dalšími onemocněními včetně autoimunitních a endokrinníchporuch, kardiovaskulárních onemocnění, benigních gynekologických stavůa různých typů malignit (3). Ta je očekávaná vzhledem k tomu, že endometrióza sdílí některé charakteristiky s maligními nádory, jako je invaze do místních i vzdálených orgánů, abnormální růst tkáně, dysfunkce cílových orgánů a genetické poškození. navíc předchozí kazuistické studie zdůrazňovaly komorbiditu endometriózy s různými autoimunitními poruchami, včetně autoimunitní alopecia universalis, autoimunitní tyroiditidy, roztroušené sklerózy (RS) a autoimunitní progesteronové dermatitidy (4). Kromě toho byly při srovnávacím hodnocení klinických a humorálně-imunologických abnormalit zjištěny podobnosti mezi systémovým lupus erythematodes (SLE) a endometriózou (5).

Sekvenování nové generace dává v současné době možnost hledat méně časté varianty s velkým účinkem.Podníceni naší nedávnou genetickou analýzou dobře charakterizované, třígenerační řecké rodiny se sedmi postiženými ženami s chirurgicky potvrzenou endometriózou (6) jsme provedli sekvenování celého exomu (WES) ve snaze identifikovat vzácné, s onemocněním asociované exonické varianty. V této studii uvádíme unikátní případ ženy z této rodiny s endometriózou, která se projevovala komorbiditou 13 negynekologických onemocnění, včetně SLE, ankylozující spondylitidy(AS), RS, bronchiálního astmatu, Crohnovy choroby (CD), močového měchýře, osteoporózu, multinodulární strumu, kardiovaskulární onemocnění, gastroezofageální refluxní chorobu, zhoubný nádor močového měchýře, Barrettův jícen a oboustrannou kataraktu, jejichžhistorie zahrnovala i neplodné členy trpící endometriózou (tabulka I). Na základě údajůzjištěných pomocí WES jsme také zkoumali možná vysvětlení genetických asociací mezi vysokým počtem genů a různými onemocněními.

Tabulka I. Přehled gynekologických a negynekologických onemocnění u pacientky s endometriózou.

Materiál a metody

Účastníci

Popisujeme případ rodinného případu67leté ženy, která se v anamnéze prezentovala endometriózoua ve 32 letech podstoupila chirurgickou hysterektomii z důvodu IV. stadia endometriózy (6). Zajímavé je, že její matka porodila čtyři děti, které měly nogynekologické problémy (6). podle porodnické a lékařské anamnézy porodila tři potomky ženského pohlaví a navíc podstoupila čtyři operace pro endometriózu (tabulkaI). U všech tří dcer byla chirurgicky (laparotomienebo laparoskopie) diagnostikována endometrióza a onemocnění bylo potvrzenohistologicky z biopsií. Navíc její vnučky získalyendometriózu.

Věk, gynekologická a hlavní negynekologickáchronická onemocnění jsou uvedena v tabulceI. Osteoporóza, recidivující cystitida adivertikul močového měchýře byly patrné po totální hysterektomii s bilaterálníalpingo ooforektomií. Ve věku 45 let získala multinodulárnígoiter. O dva roky později se u pacientky objevila první epizoda kardiovaskulárního onemocnění. Ve věku 50 let byl diagnostikován SLE,přičemž během následujících 12 let byly potvrzeny další čtyři autoimunitní poruchy, a to AS, RS, bronchiální astma a CD. Kromě zmíněných autoimunitních onemocnění prodělala žena v šesté dekádě svého života zhoubný nádor močového měchýře. Patologická zpráva prokázala karcinom z přechodných buněk a pacientka podstoupila cykly nitrobuněčné chemoterapie močového měchýře. Údaje byly shromážděny klinickými lékaři a patologové nahlásili lékařské záznamy, včetně chirurgických postupů a nálezů. Etická komise pro výzkum na lidech při Všeobecné nemocnici Venizeleio vHeraklionu (ECHR č. 46/6686) (Heraklion, Řecko) schválila celou studii a od pacientů byl získán písemný informovaný souhlas.

Celkové sekvenování exomu

Genomová DNA byla izolována z leukocytů periferní krve pomocí komerční soupravy (PureLink®Genomic DNA mini kit; Invitrogen Life Technologies; Thermo FisherScientific, Inc., Waltham, MA, USA) podle protokolu výrobce. Sekvenování exomu bylo provedeno pomocí technologie AmpliSeq na platformě Ion Proton (Thermo Fisher Scientific, Inc.). po sestavení sekvence pomocí softwaru Torrent byla provedena anotace variant pomocí programu ANNOVAR (referenční hg19; http://annovar.openbioinformatics.org/en/latest/). varianty byly stanoveny pomocí protokolu Ion Proton a potvrzeny pomocí pipeline Genome Analysis Toolkit.

Výsledky

WES detekoval rizikovégenotypy autoimunitních onemocnění

U zkoumané ženy byl zjištěn homozygot pro rizikovou alelu „T“ funkčního, se SLE, AS a CD asociovanéhors2476601 SNP genu PTPN22, kódujícího protein tyrozinfosfatázu, nereceptorový typ 22 (tabulka II). Protein kódovaný genemPTPN22 přispívá k modulaci negativní selekce T-buněk v thymu a downregulaci autoreaktivních T-buněkna periferii (7).

Tabulka II. Genotypy asociované s onemocněním pro komorbidity u pacientky s endometriózou

Studovaná pacientka byla heterozygotní pro oba rs27434 a rs30187 SNP genu ERAP1, T/C a A/G,resp. Gen ERAP1 kóduje endoplazmatickou retikulumaminopeptidázu, která se podílí na ořezávání peptidů před prezentací HLA třídy I a byla spojena s AS pomocí GWAS (8) i s CD (9). Byla také heterozygotní (A/G) prors602662 FUT2 SNP. FUT2 kóduje protein, který jezodpovědný za vylučování antigenů ABO histo-krevních skupin ve sliznici. Důležité je, že heterozygotní genotyp A/G rs602662SNP byl již dříve spojen se SLE, CD a AS (9,10), přičemž všechna tři onemocnění se objevila u vyšetřované ženy.

Výsledky WES navíc ukázaly, že tato žena byla heterozygotem pro rs10781499 a rs4077515 SNP genu CARD9 a takérs3197999 SNP genu MST1, které byly spojeny sCD (9-11). Kaspázová náborová doména (CARD) 9 je důležitý adaptorový protein, který je široce exprimován v různých tkáních včetně jater, sleziny, kostní dřeně,mozku, plic a periferní krve a je úzce spojen s imunitní a zánětlivou reakcí (12). MST1 je základním genem pro regulaci buněčné apoptózy v proteinové rodině Mammalian ste20-like protein kinase(MST) (13).

Interleukin 16 (IL16), který je také známý jako chemoatrakční faktor pro alfocity, je prozánětlivý cytokin hrající rozhodující roli v různých imunitních a zánětlivých reakcích, přičemž je také označován za příčinný faktor endometriózy a SLE (14),pravděpodobně tím, že vede k aberantní expresi IL16. U zkoumané ženy byl zjištěn heterozygot (G/T) pro tento SNP a je zajímavé, že genotyp G/T tohoto SNP byl již dříve spojen se SLE i CAD (15), což naznačuje, že tento polymorfismus může v tomto případě přispívat k rozvoji obou onemocnění.

WES data pro neautoimunitníonemocnění

Pokud jde o zhoubný nádor močového měchýře identifikovaný u pacientky, bylo zjištěno, že je heterozygotem prors10936599 SNP genu MYNN lokalizovaného v 3q26.2 (tabulka II), SNP, který byl potvrzen pomocí GWAS jako gen asociovaný s onemocněním a může být použit pro tematizaci dědičného rizika rakoviny močového měchýře (BC) (16).

U zkoumané ženy byla ve věku 33 let diagnostikována recidivujícícystitida. Kromě toho se u ní ve věku 62 let projevilo bronchiální astma a bylo zjištěno, že je homozygotníA/A pro rizikovou alelu rs6967330 genu CDHR3, kódujícíhočlena rodiny souvisejícího s kadherinem 3, který je vysoce exprimován v epitelu dýchacích cest, což je spojeno se zvýšenou náchylností k astmatu (17).

Provedenou analýzou WES byly zřejmě zjištěny četné genotypy nesoucí minoritní alely již známých SNP i nové genové polymorfismy(SNP a indely).Tyto údaje však nejsou podrobně prezentovány s ohledem na to, že jakékoliv spekulace týkající se kauzální asociace pozorovanýchpolymorfismů s patogenezí onemocnění musí být nejprve potvrzeny funkčními experimenty.

Diskuse

Po dobu 30 let podstoupilo chirurgickou léčbu endometriózy 1000 pacientek sendometriózou ze dvou různých geografických lokalit (USA aŘecko) našichkolegů. Podle našich nejlepších znalostí a po prostudování literatury představuje žena vyšetřovaná v této studiiprvní hlášený případ familiární endometriózyasociované s 13 negynekologickými onemocněními. Žena tak získala různá negynekologická onemocnění včetněkardiovaskulárních onemocnění, autoimunitních onemocnění a negynekologickýchnádorových onemocnění. Naše celková zjištění naznačují, že ženy s těžkoufamiliární endometriózou mají zřejmě vyšší riziko vzniku dalších chronických onemocnění. Je zajímavé, že existuje několik epidemiologických zpráv týkajících se souvislosti endometriózy se závažnými chronickými onemocněními. Již dříve jsme potvrdili souvislost mezi endometriózou a astmatem u skupiny 55 dospívajících dívek (18) a také s různými autoimunitními onemocněními, jako je revmatoidní artritida, hypotyreóza, SLE a RS (19).Dosud byla laparoskopicky potvrzená endometrióza významně spojena s následným SLE, ale zůstává nejasné, zda se zvýšeným rizikem SLE souvisí samotná endometrióza, hysterektomie nebo nějaké neidentifikovanéfaktory.

U této ženy nebylo v anamnéze zaznamenáno kouření ani konzumace alkoholu. Vzhledem k tomu, že alkohola kouření ovlivňují rozvoj mnoha onemocnění patrných u tétopacientky, tj. bronchiálního astmatu, BC, kardiovaskulárních onemocnění, lze předpokládat, že v tomto případě má větší podíl genetické pozadí než faktory životního stylu prostředí, cožpřidává větší váhu genetickému podílu. Za zmínku stojí, že existuje pozitivní korelace mezi endometriózoua intersticiální cystitidou (IC) a mezi IC a BC. Hypotéza, která může vysvětlit velkou část profilu pacientky, naznačuje, že endometrióza, IC, CD a problémy s dýchacími cestami (bronchiální astma) souvisejí se ztrátou integrity epiteliální/mezotelové bariéry(20) , a proto by zánětmohl být považován za přirozenou imunologickou odpověď na tutocitlivost.

Autoimunitní onemocnění jsou komplexní onemocněnícharakterizovaná ztrátou autotolerance, která způsobuje imunitně zprostředkovanou destrukci tkání. K podobné imunologické změně dochází uendometriózy, čímž se zvyšuje počet a cytotoxicitamakrofágů a dochází k různým abnormalitám ve funkcia koncentraci B a T lymfocytů (21). Endometrióza byla širocecharakterizována jako zánětlivé onemocnění, které vykazuje významnouregulaci imunitního systému v místě poranění i v děložní dutině žen s endometriózou. Existuje tedy stále vícedůkazů o tom, že u žen, které prodělaly jedno autoimunitní onemocnění, je větší pravděpodobnost výskytu dalších autoimunitních problémů, pravděpodobně v důsledku společných patogenetických cest. Přestože se hromadídůkazy o tom, že společné genetické faktory mohou predisponovat k vícečetnýmautoimunitním onemocněním, neexistují žádné přímé důkazy, které by potvrzovaly jasnoupříčinu, jež by se týkala společných genetických faktorů nebo faktorů životního prostředí. autoimunitní onemocnění vzniklá u diskutované ženy postihujípřevážně ženy středního věku (35-45 let).

Co se týče očních komplikací,idiopatická makulární díra se obvykle objevuje po 65. roce věku, přičemž 2/3 pacientů jsou ženy a je obvykle jednostranná.Pokud jde o vznik katarakty, je známo, že většinou souvisí s vyšším věkem, i když existují i jiné příčiny, jako je oční trauma a oční operace, ozařování, diabetes a dlouhodobé užívání steroidů a také environmentální a genetická predispozice (22).

Závěrem lze říci, že vzhledem k tomu, že nástup vysoce výkonných sekvenačních technologií výrazně rozšířilpoznatky o genomových abnormalitách, analýza dat WESpodporuje názor, že endometrióza a různá autoimunitní onemocnění mají možné společné genetické a patofyziologické rysy. Pozoruhodný počet pozorovaných komorbidit posiluje nutnost dalších studií vzhledem k tomu, že vysoký počet komorbidit vyvolává otázku společného molekulárně-genetického patogenetického mechanismu. Pokud budoucí studie potvrdí vztahy mezi endometriózou a chronickými onemocněními a/nebo identifikují další rizikové faktory predisponující pacientky s endometriózou k rozvoji mnoha negynekologických onemocnění, budou mít nové poznatky důležitý význam pro léčbu a péči o ženy s endometriózou tím, že umožní lékařům rozhodovat o relevantních terapeutických přístupech.

Poděkování

Rádi bychom poděkovali všem praktickým lékařům zaposkytnutí dat a patologických zpráv použitých v této studii.

Financování

Financování Společnost Juneau Biosciences poskytla finanční prostředky na totoquencování.

Dostupnost dat a materiálů

Všechna data týkající se této studie jsou k dispozici v rukopise.

Příspěvky autorů

CM, MM, IM, DAS a GNG navrhli studii a vypracovali rukopis. AT, RC, GM, GNG a MIZ vyhledávali literaturu. GM, AT, IM, CM a MM získali klinické údaje. HMA, RC, KW a MIZ prováděli experimenty. CM, RC, MIZ, DAS, GNG a IManalyzovali a interpretovali data. GM, KW, HMA, MM, AT, MIZ, IM a kriticky revidovali rukopis.

Schválení etiky a souhlas s účastí

Etické komise pro výzkum na lidech ve Všeobecné nemocnici Venizeleio v Heraklionu (ECHR č. 46)./6686)(Heraklion, Řecko) schválila celou studii a od pacienta byl získán písemný informovanýsouhlas.

Souhlas pacienta se zveřejněním

Neuplatňuje se.

Konkurenční zájmy

HMA, RC a KW jsou zaměstnanci společnosti Juneau Biosciences, která poskytla platovou podporu pro tuto studii. Demetrios A. Spandidosis šéfredaktorem časopisu, ale neměl žádnou osobníúčast na recenzním řízení ani žádný vliv ve smyslurozhodování o konečném rozhodnutí u tohoto článku.

.