Eine genetische Kodierungsvariante im Komplementfaktor B (CFB) ist mit einem erhöhten Risiko für perianalen Morbus Crohn verbunden und führt zu einer beeinträchtigten CFB-Spaltung und Phagozytose
Zusammenfassung
Ziel
Perianaler Morbus Crohn (pCD) tritt bei bis zu 40 % der Patienten mit Zöliakie auf und geht mit schlechter Lebensqualität, begrenztem Ansprechen auf die Behandlung und einer kaum verstandenen Ätiologie einher. Wir führten eine genetische Assoziationsstudie durch, in der CD-Patienten mit und ohne Perianalerkrankung verglichen wurden, und führten anschließend funktionelle Folgestudien für einen CDp-assoziierten SNP im Komplementfaktor B (CFB) durch.
Eine auf dem Immunchip-Design basierende Metaanalyse wurde an 4.056 pCD- und 11.088 CD-Patienten aus drei unabhängigen Kohorten durchgeführt. Serologische und klinische Variablen wurden durch Regressionsanalyse analysiert. Das Risiko-Allel von rs4151651 wurde durch ortsspezifische Mutagenese in das menschliche CFB-Plasmid eingeführt. Die Bindung von rekombinantem G252- oder S252-CFB an C3b und seine Spaltung wurden in zellfreien Tests bestimmt. Die Makrophagenphagozytose in Gegenwart von rekombinantem CFB oder CFB-Risikoserum oder schützendem DC oder gesunden Probanden wurde mittels Durchflusszytometrie beurteilt.
Ergebnisse
Perianale Komplikationen waren mit einer Beteiligung des Dickdarms, der OmpC- und ASCA-Serologie und dem Quartilsummenscore der Serologie verbunden. Wir haben in allen drei Kohorten eine genetische Assoziation für pCD (rs4151651), einen nicht-synonymen SNP (G252S) bei CFB, identifiziert. Rekombinantes CFB S252 hatte im Vergleich zu CFB G252 eine verringerte Bindung an C3b, seine Spaltung war beeinträchtigt und die komplementgesteuerte Phagozytose und Zytokinsekretion waren verringert. Serin 252 erzeugt eine De-novo-Glykosylierungsstelle auf CFB. Serum von homozygoten Risikopatienten zeigte im Vergleich zu Nicht-Risikoserum eine deutlich geringere Makrophagen-Phagozytose .
Abschluss
Das pCD-assoziierte rs4151651 in CFB ist eine Mutation mit Funktionsverlust, die sich auf die Spaltung, die Aktivierung des alternativen Komplementwegs und die Phagozytose von Krankheitserregern auswirkt, was den alternativen Komplementweg und CFB mit der Ätiologie von pCD in Verbindung bringt.
Kommentare
Cedars-Sinai-Forscher haben eine genetische Variante identifiziert, die das Risiko erhöht, an perianalem Morbus Crohn zu erkranken, der schwerwiegendsten Manifestation von Morbus Crohn.
Die Variante erzeugt Veränderungen in der DNA, die zu einem Verlust der Proteinfunktion führen, was wiederum die Art und Weise verändert, wie der Körper Bakterien erkennt und damit umgeht, wodurch sie bei der Bekämpfung von Infektionen weniger wirksam werden.
Die Entdeckung wird in der Fachzeitschrift GUT veröffentlicht.
„Morbus Crohn mit perianalen Fisteln kann eine wirklich schlimme Erkrankung sein“, sagte der Co-Autor der Studie, Dermot McGovern, MD, PhD, Direktor für translationale Forschung am Cedars-Sinai F. Foundation Intestinal Immunobiology and Inflammation Research Institute. Widjaja und der L. und Lisa Z. Greer-Lehrstuhl für Genetik entzündlicher Darmerkrankungen. „Unsere aktuellen Therapien sind bei der Behandlung wirklich nicht sehr gut, daher befasst sich diese Studie mit einem sehr wichtigen Bereich mit ungedecktem medizinischem Bedarf.“ Durch ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Ursachen können wir mit der Entwicklung neuer Behandlungsstrategien für Patienten beginnen, bei denen diese chronisch entzündliche Erkrankung diagnostiziert wurde und von denen die meisten derzeit operiert werden müssen, oft sogar mit mehreren Operationen.“
Perianaler Morbus Crohn ist eine Komplikation des Morbus Crohn, einer chronisch entzündlichen Erkrankung, die den Verdauungstrakt betrifft. Die Komplikation verursacht Entzündungen und Geschwüre der Haut um den Anus sowie anderer Strukturen im Perianalbereich. Perianaler Morbus Crohn tritt bei bis zu 40 % der Menschen mit Morbus Crohn auf und spricht nur begrenzt auf die Behandlung an, was zu einer schlechten Lebensqualität führt.
„Wir hatten viel mehr Erfolg bei der Identifizierung genetischer Varianten, die mit dem Risiko für die Entwicklung von Krankheiten verbunden sind, aber was wir hier getan haben, konzentrierten sich speziell auf eine sehr komplizierte und schwere Manifestation von Morbus Crohn.“ Und das ist ein ungewöhnlicher Ansatz in der Genforschung“, sagte Talin Haritunians, PhD, wissenschaftlicher Mitarbeiter am McGovern Laboratory und Co-Senior-Autor der Studie.
Um genetische Varianten zu entdecken, die einen direkten Zusammenhang mit dieser schweren Manifestation haben, analysierten die Forscher genetische Daten von drei unabhängigen Kohorten von Morbus Crohn-Patienten. Zu den Gruppen gehörten eine Cedars-Sinai-Kohorte, eine internationale Genetik-Kohorte aus mehr als 20 Ländern und eine Kohorte aus sieben akademischen medizinischen Forschungszentren in den Vereinigten Staaten. Die drei Gruppen umfassten insgesamt 4.000 Patienten mit perianalem Morbus Crohn und mehr als 11.000 Patienten mit Morbus Crohn ohne diese Komplikation.
Das Wissenschaftlerteam verglich die Kohorten, um zu sehen, ob sie genetische Loci erkennen konnten, bei denen es sich um Bereiche des Genoms handelt, die mit der Entwicklung dieser Manifestation verbunden sind. Das Team identifizierte 10 neue genetische Loci und 14 bekannte Loci für entzündliche Darmerkrankungen, die mit der Entwicklung perianaler Komplikationen verbunden sind.
Während der funktionellen Charakterisierungsanalyse konzentrierte sich das Team auf eine einzelne Veränderung in einem bestimmten Gen namens SNP, das mit perianalem Morbus Crohn in Zusammenhang stand. Diese genetische Variante betrifft ein Protein namens Komplementfaktor B (CFB) und führt zu einem Funktionsverlust dieses Proteins, das für die Bekämpfung von Infektionen wichtig ist. Daher ist es möglich, dass Patienten mit dieser genetischen Veränderung ein höheres Risiko für die Erkrankung haben.
Forscher führten mehrere Analysen durch, um zu bestätigen, dass tatsächlich ein Funktionsverlust des Komplementfaktors B (CFB) vorliegt, der dramatische Auswirkungen auf den Körper haben kann.
„Wenn Sie diese Mutation haben, die zu einem nicht funktionsfähigen Protein führt, erhalten Sie nicht die normale Signalkaskade und der Körper erkennt nicht, dass die Bakterien schädlich sind, und diese Bakterien werden daher nicht eliminiert“, sagte Co-Sagt. Studienleiterin Kathrin Michelsen, PhD, wissenschaftliche Assistenzprofessorin für Medizin und Biomedizinische Wissenschaften am Cedars-Sinai. „Bei Patienten mit perianalem Morbus Crohn gibt es also Verbindungen, die vom Rektum bis zum Hautbereich reichen. Und diese Tunnel sind voller Bakterien, die nicht beseitigt werden.“
Michelsen wies außerdem darauf hin, dass die Studie eine wichtige Rolle des alternativen Komplementwegs und des CFB bei der Entwicklung des perianalen Morbus Crohn zeige. Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass die gezielte Nutzung des alternativen Komplementwegs ein neuartiger therapeutischer Ansatz zur Behandlung dieser behindernden Manifestation von Morbus Crohn sein könnte.
Diese genetische Variante kann auch mit anderen Krankheiten verbunden sein.
„Diese genetischen Varianten prädisponieren oft für mehr als eine Erkrankung, und wir glauben, dass diese Entdeckung auch potenzielle Auswirkungen auf andere Krankheiten hat, nicht nur auf Morbus Crohn“, sagte McGovern.
Forscher arbeiten nun daran, die Rolle zusätzlicher genetischer Varianten im Zusammenhang mit perianalem Morbus Crohn und anderen Bereichen mit ungedecktem medizinischem Bedarf bei entzündlichen Darmerkrankungen zu identifizieren.
Finanzierung : Die Arbeit wurde teilweise durch Zuschüsse der National Institutes of Health (U01DK062413, P01DK046763), der F. Widjaja Foundation, des Leona M. And Harry B. Helmsley Charitable Trust und der Fred L. Hartley Family Foundation unterstützt.
