Molecular MedicineReports

Introducere

Endometrioza este o afecțiune enigmatică, cu o etiologie necunoscută și o patogenie slab înțeleasă. Este definită prin prezența țesutului endometrial în afara cavității uterine, iar femeile cu endometrioză reprezintă un grup de populație cu risc ridicat pentru o categorie largă de afecțiuni cronice(1). Asocierea familială a endometriozei sugerează, în plus, o contribuție genetică la această boală, iar diverși loci de susceptibilitate genetică au fost identificați prin studii de caz-control, precum și prin studii de asociere la nivel de genom (GWAS) (2).

S-au publicat până în prezent constatări legate de comorbiditatea bolilor ginecologice și non-ginecologice cu endometrioza (3).În acest cadru, au fost examinate diverse asocieri între endometrioză și alte boli, inclusiv tulburări autoimune și endocrine, boli cardiovasculare, afecțiuni ginecologice benigne și diverse tipuri de malignitate (3). Aceasta din urmă este de așteptat având în vedere că endometrioza împărtășește unele caracteristici cu tumorile maligne, cum ar fi invazia organelor locale și îndepărtate, creșterea anormală a țesuturilor, disfuncția organelor țintă și daunele genetice.Mai mult, studiile anterioare cu rapoarte de caz au pus accentul pe comorbiditățile endometriozei cu diverse afecțiuni autoimune, inclusiv alopecia universalis autoimună, tiroidita autoimună, scleroza multiplă (SM) și dermatita autoimună cu progesteron(4). În plus, asemănările dintre lupusul eritematos sistemic (LES) și endometrioza au fost detectate în urma unei evaluări comparative a anomaliilor clinice și umoralimunologice (5).

În prezent, secvențierea de generație următoare oferă oportunitatea de a căuta variantele mai puțin frecvente cu efecte mari.Impulsionați de recenta noastră analiză genetică a unei familii grecești bine caracterizate, pe trei generații, cu șapte femei afectate cu endometrioză confirmată chirurgical (6), am efectuat o secvențiere a exomului întreg (WES) în încercarea de a identifica variante exonice rare, asociate bolii. În studiul de față, raportăm un caz unic al unei femei din această familie cu endometrioză, manifestând o comorbiditate de 13 boli non-ginecologice, inclusiv LES, spondilită anchilozantă (AS), SM, astm bronșic, boala Crohn (CD), vezica urinarădiverticulum, osteoporoza, gușa multinodulară, boala cardiovasculară, boala de reflux gastroesofagian, tumora malignă a vezicii urinare, esofagul Barrett și cataracta bilaterală, al căror istoric includea și membri infertili care sufereau de endometrioză (tabelul I). Am explorat, de asemenea, explicațiile potențiale pentru asociațiile genetice dintre un număr mare de gene și diverse boli, pe baza datelordetectate de WES.

Tabelul I. Sumarul bolilor ginecologice și non-ginecologice la o pacientă cu endometrioză.

Materiale și metode

Participante

Descriem cazul unui caz familial al unei femei în vârstă de 67 de ani, care s-a prezentat cu antecedente de endometriozăși a fost supusă unei histerectomii chirurgicale la vârsta de 32 de ani, din cauza endometriozei de stadiul IV (6). Interesant este faptul că mama sa născuse patru copii care nu aveau probleme ginecologice (6).Conform istoricului obstetrical și medical, ea a dat naștere la trei descendenți de sex feminin și, în plus, a suferit patru intervenții chirurgicale pentru endometrioză (tabelul I). Toate cele trei fiice au fost diagnosticate chirurgical (laparotomie sau laparoscopie) cu endometrioză, iar boala a fost confirmatăhistologic din biopsii. Mai mult, nepoatele ei au dobândit endometrioză.

Vârsta, bolile ginecologice și principalele boli cronice non-ginecologice sunt prezentate în TabelulI. Osteoporoza, cistita recurentă și vezica urinarădiverticulum au fost evidente după histerectomia totală cu ooforectomie bilateralsalpingo. La vârsta de 45 de ani, a dobânditgoiter multinodular. Doi ani mai târziu, pacienta a prezentat primul episod de boală cardiovasculară. La vârsta de 50 de ani, a fost diagnosticat LES, în timp ce în următorii 12 ani au fost confirmate alte patru afecțiuni autoimune, și anume SA, SM, astm bronșic și DC. În afară de bolile autoimune menționate mai sus, femeia a suferit o tumoare malignă a vezicii urinare în deceniul al șaselea al vieții sale. Raportul patologic a demonstrat carcinom cu celule tranziționale, iar pacienta a fost supusă unor cicluri de chimioterapie intravezicală. Datele au fost culese de către clinicieni, iar patologii au raportat fișele medicale, inclusiv procedurile chirurgicale și rezultatele. Comitetele de etică a cercetării pe oameni de la Spitalul General Venizeleio din Heraklion (CEDO nr.46/6686) (Heraklion, Grecia) a aprobat studiul în ansamblu și s-a obținut un consimțământ în cunoștință de cauză în scris de la pacient.

Secvențierea exomului complet

DNA genomic a fost izolat din leucocitele din sângele periferic prin utilizarea kitului comercial (PureLink®Genomic DNA mini kit; Invitrogen Life Technologies; Thermo FisherScientific, Inc., Waltham, MA, SUA) în conformitate cu protocolul producătorului. Secvențierea exomului a fost efectuată cu ajutorul tehnologiei AmpliSeq pe platforma Ion Proton (Thermo Fisher Scientific, Inc.).După asamblarea secvenței cu ajutorul software-ului Torrent, s-a efectuat o adnotare a variantelor cu ajutorul ANNOVAR (referință hg19; http://annovar.openbioinformatics.org/en/latest/).Variantele au fost determinate cu ajutorul protocolului Ion Proton și confirmate cu ajutorul pipeline-ului Genome Analysis Toolkit.

Rezultate

WES a detectat genotipuri de risc pentru boli autoimune

Femeia studiată s-a dovedit a fi homozigotă pentru alela de risc „T” a SNP funcțională, asociată cu LES, AS și CDrs2476601 a genei PTPN22, care codifică proteina tirozinfosfatază, tip non-receptor 22 (Tabelul II). Proteina codificată de genaPTPN22 contribuie la modularea selecției negative a celulelor T în timus și la reglarea în jos a celulelor T autoreactive la periferie (7).

Tabel II. Genotipuri asociate bolii pentru co-morbidități la pacienta cu endometrioză

Pacienta studiată a fost heterozigotă pentru SNP-urile bothrs27434 și rs30187 ale genei ERAP1, T/C și respectiv A/G,

. Gena ERAP1 codifică o reticuluminopeptidază din reticulul endoplasmatic implicată în tăierea peptidelor înainte de reprezentarea HLA clasa I și a fost asociată cu AS prin GWAS (8), precum și cu CD (9). Ea era, de asemenea, heterozigotă (A/G) pentrurs602662 FUT2 SNP. FUT2 codifică pentru o proteină care este responsabilă pentru secreția antigenelor grupului sangvin ABO în mucoasă. Este important de menționat faptul că genotipul heterozigot A/G al rs602662SNP a fost asociat anterior cu LES, CD și AS (9,10), toate cele trei boli apărând la femeia investigată.

În plus, rezultatele WES au arătat că această femeie era heterozigotă pentru rs10781499 și rs4077515 SNP ale CARD9, precum și rs3197999 SNP ale genei MST1, care au fost asociate cu CD (9-11). Domeniul de recrutare a caspazei (CARD) 9 este o proteină adaptoare importantă care este exprimată pe scară largă în diferite țesuturi, inclusiv ficat, splină, măduvă osoasă, creier, plămâni și sânge periferic și este strâns asociată cu răspunsurile imune și inflamatorii (12). MST1 este gena de bază pentru reglarea apoptozei celulare în familia de proteine kinaza proteică asemănătoare cu ste20 din mamifere (MST) (13).

Interleukina 16 (IL16), cunoscută și sub numele de factor de chemoatracție a limfocitelor, este o citokină proinflamatorie care joacă un rol decisiv în diferite răspunsuri imune și inflamatorii, fiind menționată și ca factor cauzal pentru endometrioză și LES (14), probabil ca urmare a exprimării aberante a IL16. Femeia studiată s-a dovedit a fi heterozigotă (G/T) pentru acest SNP și, în mod interesant, genotipul G/T al acestui SNP a fost asociat anterior cu LES, precum și cu CAD (15), indicând astfel că acest polimorfism poate contribui la dezvoltarea ambelor boli în acest caz.

Date WES pentru bolile non-autoimunizate

În ceea ce privește tumora malignă a vezicii urinare identificată la pacientă, s-a constatat că aceasta era heterozigotă pentrurs10936599 SNP a genei MYNN situată în 3q26.2 (tabelul II), o SNP care a fost confirmatăprin GWAS ca fiind o genă asociată cu boala și care poate fi utilizată pentru tematizarea riscului ereditar pentru cancerul de vezică urinară (BC) (16).

Femeia studiată a fost diagnosticată cu cistită recurentă la vârsta de 33 de ani. Mai mult, astmul bronșic s-a manifestat la vârsta de 62 de ani și s-a constatat că era homozigotaA/A pentru alela de risc a rs6967330 a genei CDHR3, care codifică membrul 3 al familiei legate de cadherină, care este foarte exprimat în epiteliul căilor respiratorii, care a fost asociat cu o sensibilitate crescută pentru astm (17).

Se pare că, prin analiza WES efectuată, au fost detectate numeroase genotipuri purtătoare de alele minore ale unor SNP-uri deja cunoscute, precum și noi polimorfisme genetice (SNP-uri și indels).Cu toate acestea, aceste date nu sunt prezentate în detaliu având în vedere că orice speculație cu privire la o asociere cauzală a polimorfismelor observate cu patogeneza bolii trebuie să fie confirmată mai întâi prin experimente funcționale.

Discuție

Într-o perioadă de 30 de ani, 1.000 de paciente cu endometrioză din două locații geografice diferite (SUA și Grecia) au fost supuse unui tratament chirurgical pentru endometrioză de către colegii noștri. După cunoștințele noastre și în urma analizei literaturii, femeia investigată în studiul de fațăreprezintă primul caz raportat de endometrioză familială asociată cu 13 boli non-ginecologice. Astfel, femeiaa dobândit diverse afecțiuni non-ginecologice, inclusiv boli cardiovasculare, boli autoimune și cancer non-ginecologic. Constatările noastre generale sugerează că femeile cu endometrioză familială severă par să aibă un risc mai mare de a dezvolta alte afecțiuni cronice. Interesant este faptul că există mai multe rapoarte epidemiologice privind asocierea endometriozei cu boli cronice grave. Am confirmat anterior o corelație între endometrioză și astm, la un grup de 55 de fete adolescente (18), precum și cu diverse boli autoimune, cum ar fi artrita reumatoidă, hipotiroidismul, LES și SM (19).Până în prezent, endometrioza confirmată laparoscopic a fost asociată în mod semnificativ cu LES ulterior, dar rămâne neclar dacă endometrioza în sine, histerectomia sau alți factori neidentificați sunt legați de riscul crescut de LES.

În mod notabil, la această femeie nu au fost raportate antecedente de fumat sau consum de alcool. Având în vedere că alcoolul și fumatul influențează dezvoltarea multor boli evidente la această pacientă, adică astm bronșic, BC, boli cardiovasculare, se poate presupune că fondul genetic mai degrabă decât factorii de mediu-stil de viață au o contribuție mai mare în acest caz, adăugând astfel mai multă greutate contribuției genetice. Este demn de remarcat faptul că există o corelație pozitivă între endometrioză și cistita interstițială (CI) și între CI și BC. O ipoteză care ar putea explica o mare parte din profilul pacientei, sugerează că endometrioza, CI, DC și problemele căilor respiratorii (astm bronșic) sunt legate de pierderea integrității barierei epiteliale/mezoteliale(20) și, prin urmare, inflamația ar putea fi considerată un răspuns imunologic natural la această sensibilitate.

Boliile autoimune sunt boli complexecaracterizate prin pierderea autotoleranței, care determină distrugerea țesutului mediată imunitar. O alterare imunologică similară are loc în endometrioză, crescând astfel numărul și citotoxicitatea macrofagelor și conducând la diverse anomalii ale funcției și concentrațiilor de limfocite B și T (21). Endometrioza a fost caracterizată pe scară largă ca fiind o boală inflamatorie, prezentând o dereglare semnificativă a sistemului imunitar la locul leziunii, precum și în cavitatea uterină a femeilor cu endometrioză. Astfel, există din ce în ce mai multe dovezi că femeile care se confruntă cu o boală autoimună au mai multe șanse de a avea probleme autoimune suplimentare, probabil din cauza unor căi patogene comune. Deși se acumulează dovezi că factorii genetici comuni ar putea predispune la boli autoimune multiple, nu există dovezi directe care să susțină o cauzalitate clară care să implice factori genetici sau de mediu comuni.Bolile autoimune dezvoltate la femeia în discuție afectează preponderent femeile de vârstă mijlocie (35-45 de ani).

În ceea ce privește complicațiile oculare,gaura maculară idiopatică apare de obicei după vârsta de 65 de ani,2/3 dintre pacienți fiind femei și este de obicei unilaterală.În ceea ce privește formarea cataractei, se știe că aceasta este legată mai ales de vârsta înaintată, deși există și alte cauze, cum ar fi traumatismele oculare și chirurgia oculară, radiațiile, diabetul și utilizarea prelungită de steroizi, precum și predispoziția de mediu și genetică (22).

În concluzie, având în vedere că apariția tehnologiilor de secvențiere de mare randament a extins în mod semnificativ cunoștințele despre anomaliile genetice la nivelul genomului, analiza datelor WES susține ideea că endometrioza și diversele boli autoimune au posibile caracteristici genetice și fiziopatologice comune. Numărul notabil de comorbidități observate întărește necesitatea unor studii suplimentare, având în vedere că numărul mare de comorbidități ridică problema unui mecanism patogenic molecular/genetic comun. În cazul în care studiile viitoare confirmă relațiile dintre endometrioză și bolile cronice și/sau identifică mai mulți factori de risc care predispun pacientele cu endometrioză la dezvoltarea mai multor boli non-ginecologice, noile constatări vor avea implicații importante în managementul și îngrijirea femeilor cu endometrioză, permițând medicilor să ia decizii privind abordările terapeutice relevante.

Recunoștințe

Am dori să mulțumim tuturor medicilor pentrufurnizarea datelor și a rapoartelor de patologie utilizate în acest studiu.

Finanțare

Finanțare Juneau Biosciences a oferit finanțare pentru aceste secvențe.

Disponibilitatea datelor și materialelor

Toate datele referitoare la acest studiu sunt disponibile în manuscris.

Contribuțiile autorilor

CM, MM, IM, DAS și GNG au conceput studiul și au redactat manuscrisul. AT, RC, GM, GNG și MIZ au căutat în literatură. GM, AT, IM, CM și MM au obținut datele clinice. HMA, RC, KW și MIZ au efectuat experimentele. CM, RC, MIZ, DAS, GNG și IMau analizat și interpretat datele. GM, KW, HMA, HMA, MM, AT, MIZ, IM și au revizuit critic manuscrisul.

Aprobarea etică și consimțământul de participare

Comitetele de etică a cercetării pe oameni de la Spitalul General Venusio din Heraklion (ECHR nr. 46/6686)(Heraklion, Grecia) au aprobat studiul în ansamblu și s-a obținut consimțământul în cunoștință de cauză scris din partea pacientului.

Consimțământul pacientului pentru publicare

Nu este cazul.

Interesele concurente

HMA, RC și KW sunt angajați ai Juneau Biosciencescare au oferit sprijin salarial pentru acest studiu. Demetrios A. Spandidosis editorul-șef al revistei, dar nu a avut nicio implicare personală în procesul de revizuire, sau vreo influență în ceea ce priveșteadjudecarea deciziei finale, pentru acest articol.

.