Estudo genético e epidemiológico de doenças reumáticas relacionadas a sintomas articulares e variantes do gene LBR na população menonita brasileira

Abstract

Resumo: Artrite reumatoide (AR) e lúpus eritematoso sistêmico (LES) são doenças autoimunes, de etiologia incerta. Para identificar fatores de risco relacionados a estas doenças, utilizamos três abordagens: revisão sistemática, avaliação genético-epidemiológica de uma população isolada, e análise de redes extracelulares de neutrófilos (NETs) associadas a variantes genéticas e a estas doenças. Em uma revisão de 1110 artigos e de estudos de associação de amplitude genômica, identificamos que a expressão dos micro-RNAs miR-21, miR-23b, miR-27a, miR- 143, miR-146a, miR-155 e dos RNAs longos não-codificantes (lncRNAs) H19 e HOTAIR está associada à resposta inflamatória e metabólica, e a biomarcadores na obesidade e AR. Onze variantes (oito associadas com AR e três com obesidade) localizam-se em exons de lncRNAs, sete podem mudar sua ligação a miRNAs, duas, sua estrutura secundária, quatro, sua expressão. Para identificar fatores de risco em populações geneticamente isoladas, coletamos informações sobre sintomas articulares e familiares afetados, saúde, hábitos de vida e biometria em 776 menonitas, cuja população sofreu três efeitos de gargalo durante quase 500 anos de isolamento. Mensuramos anticorpos antipeptídeo cíclico citrulinado (anti- CCP) por ensaio de imunoabsorbância ligada a enzima (ELISA) em 142 menonitas sem, e 27 com artralgia. Comparamos os exomas de 120 menonitas sem artralgia e sem parentes de primeiro grau afetados e 18 com artralgia, por regressão logística multivariada. A prevalência de artralgia foi 7,8% (n=46, 36 mulheres), similar à do Brasil (7,6%). O sexo masculino e prática de exercício físico foram associados a proteção, e a presença de familiares afetados, idade e pior autopercepção de saúde, ao maior risco. Anti-CCP foi mais frequente nos indivíduos com artralgia (pcorr=0,042). Encontramos vinte alelos associados, de genes de inflamação, autoimunidade, injúria sinovial e danos articulares. Oito formaram três haplótipos. Não observamos alteração dos níveis de NETs, investigados por ELISA, em menonitas com rs200180113*A e rs137852605*A no gene LBR, associadas com hipossegmentação de núcleos de neutrófilos (anomalia Pelger-Huët). Houve um só menonita com LES. Há evidências de efeito fundador para variantes conhecidamente associadas a LES em menonitas, aumentando a frequência das protetoras e reduzindo a frequência das de suscetibilidade. Em 170 pacientes não menonitas, houve associação entre o fenômeno de Raynaud e maiores níveis de NETs (OR= 2,30; IC95%= 1,06-5,21 e p= 0,039). Pacientes com LES e com anticorpos anti-citoplasma de neutrófilos ou glomerulonefrite apresentaram maiores médias séricas de NETs (p=0,03). Não houve diferenças em menonitas com artralgia. Logo, identificamos RNAs não-codificantes e variantes genéticas que podem apontar para possíveis alvos terapêuticos no tratamento de pacientes com AR e obesidade, e variantes que também modulam o risco para artralgia, que pode preceder a AR. Observamos uma baixa prevalência de LES na população menonita, associada com um efeito fundador na frequência de variantes genéticas predisponentes e protetoras. Além disso, observamos a associação de NETs com sintomas associados a LES, porém não com artralgia. Estes achados ainda necessitam ser validados em outras populações, coortes clínicos e modelos animais, no futuro próximo.

Abstract: Rheumatoid arthritis (RA) and systemic lupus erythematosus (SLE) are autoimmune diseases with uncertain etiology. To identify risk factors related to these diseases, we used three approaches: systematic review, genetic-epidemiological evaluation of an isolated population, and analysis of neutrophil extracellular networks (NETs) associated with genetic variants and these diseases. In a review of 1110 articles and genome-wide association studies, we identified that the expression of micro-RNAs miR-21, miR-23b, miR-27a, miR-143, miR-146a, miR-155 and long RNAs non-coding RNAs (lncRNAs) H19 and HOTAIR were associated with inflammatory and metabolic response, and biomarkers in obesity and RA. Eleven variants (eight associated with RA and three with obesity) are located in exons of lncRNAs; seven may change their binding sites to miRNAs, two their secondary structure, and four their expression. To identify risk factors in genetically isolated populations, we collected information on joint symptoms and affected family members, health, lifestyle habits, and biometrics in 776 Mennonites, whose populations suffered three bottleneck effects during nearly 500 years of isolation. We measured anti-cyclic citrullinated peptide (anti-CCP) antibodies by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) in 152 Mennonites without arthralgia and 27 with arthralgia. In addition, we compared exomes of 120 Mennonites without arthralgia and without affected first-degree relatives and 18 with arthralgia by multivariate logistic regression. The prevalence of arthralgia was 7.8% (n=46, 36 women), similar to Brazil's (7.6%). Male sex and practice of physical exercise were associated with protection, and the presence of affected family members, age, and worse self-perception of health, with greater risk. Anti-CCP was more frequent in individuals with arthralgia (pcorr=0.042). We found twenty associated alleles of genes for inflammation, autoimmunity, synovial injury, and joint damage. Eight formed three haplotypes. We did not observe changes in NETs levels, investigated by ELISA, in Mennonites with rs200180113*A and rs137852605*A in the LBR gene, associated with hyposegmentation of neutrophil nuclei (Pelger-Huët anomaly). There was only one Mennonite with SLE. There is evidence of a founder effect for variants associated with SLE in Mennonites, increasing the frequency of protective and reducing the frequency of susceptibility ones. In 170 non-Mennonite patients, there was an association between Raynaud's phenomenon and higher levels of NETs (OR= 2.30; 95%CI= 1.06-5.21 e p= 0.039). Patients with SLE and anti-neutrophil cytoplasmic antibodies or glomerulonephritis had higher mean serum NETs (p=0.03). There were no differences in Mennonites with arthralgia. Therefore, we identified non-coding RNAs and genetic variants that may point to possible therapeutic targets in treating patients with RA and obesity and variants that also modulate the risk for arthralgia, which can precede RA. We observed a low prevalence of SLE in the Mennonite population, associated with a founder effect in the frequency of predisposing and protective genetic variants. Furthermore, we observed the association of NETs with symptoms associated with SLE but not with arthralgia. These findings need to be validated in other populations, clinical cohorts, and animal models soon.