Assoziationsstudien von Varianten des ATG16L1- und Myosin IXb-Gens bei Patienten mit chronisch-entzündlichen Darmerkrankungen

Abstract

In dieser Arbeit wurden fünf genetische Veränderungen an 910 CED-Patienten und 707 Kontrollen mittels Schmelzkurvenanalyse untersucht. Dabei wurde eine Variante im ATG16L1-Gen (c.898G>A; p.T300A; rs2241880), die in zwei genomweiten Studien als Risikofaktor beschrieben worden ist, und vier Varianten im MYO9B (rs1545620 in Exon 20 [p.S1011A], rs1457092 in Intron 20, rs2305764 in Intron 28 und rs2279002 in Intron 32), für die eine signifikante Assoziation mit der Zöliakie berichtet wurde, untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit konnte die signifikante Assoziation der ATG16L1-Variante mit dem MC für die deutsche Population bestätigt, und für die ungarische, sowie niederländsche erstmals nachgewiesen werden. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass ATG16L1 einen unabhängigen Suszeptibilitätsfaktor für den MC darstellt und keine Gen-Gen-Interaktionen mit bereits etablierten CARD15-Varianten bestehen. CARD15 ist ein Bestandteil des angeborenen Immunsystems. Das aktuelle pathogenetische Modell der Entstehung der CED geht von einer unangemessen heftigen Reaktion des angeborenen Immunsystems auf intraluminale Antigene im Gastrointestinaltrakt aus. ATG16L1 ist ein wichtiger Bestandteil des Autophagosoms, das intrazelluläre Zellbestandteile und Krankheitserreger zersetzt. Die Fragmente werden durch Exozytose an Immunzellen präsentiert. Eine beeinträchtigte Autophagozytose kann daher das Gleichgewicht zwischen Immuntoleranz und Inflammation beeinflussen und damit das derzeit gültige Verständnis über die Entstehung der CED unterstützen. Unter den untersuchten vier MYO9B-Varianten konnte lediglich in der niederländischen Population eine Assoziation von rs2305764 in Intron 28 gezeigt werden. Da MYO9B als Bestandteil des Zytoskeletts Zell-Zell- Verbindungen beeinflussen kann, wurden Permeabilitätsuntersuchungen von Erkrankten und gesunden Kontrollen ausgewertet. Dabei konnte gezeigt werden, dass drei genetische Veränderungen im MYO9B mit einer gesteigerten gastroduodenalen und intestinalen Permeabilität einhergehen. Eine gesteigerte intestinale Permeabilität könnte als Ursache für einen vermehrten Kontakt der intestinalen Immunzellen mit intraluminalen Antigenen ein weiterer Baustein für die inflammatorische Komponente in der Entstehung der CED bedeuten.

In this study five genetic variants have been investigated in 910 inflammatory bowel disease (IBD) patients and 707 healthy controls by melting curve analysis using FRET-probes. The first variant in the ATG16L1-Gene (c.898G>A; p.T300A; rs2241880), was previously identified as a risk factor for IBD in two genome-wide studies. The other four genetic variants are located in the MYO9B- Gene (rs1545620 in Exon 20 [p.S1011A], rs1457092 in Intron 20, rs2305764 in Intron 28 and rs2279002 in Intron 32), and have been reported to show a significant association with Celiac disease. In the course of this work the predescribed significant association of the ATG16L1 variant with Crohn’s disease could be confirmed in the German population. In addition, for the first time a significant association could also be detected in the Dutch population. Moreover, it could be shown that ATG16L1 resembles an independent susceptibility factor for Crohn’s disease without interactions with already established CARD15 variants. CARD15 is known to be a constituent of the innate immune system. The current pathogenetic model for IBD-development discusses an abnormal severe reaction of the innate immune system with intraluminal antigens within the gastrointestinal tract. ATG16L-1 is an important component of the autophagosome, that disintegrates intracellular particles and pathogens. The fragments are then presented to immune cells by exocytosis. An impaired process of autophagocytosis due to changes in ATG16L-1 activity may thereby affect the balance between immunotolerance and inflammation, and thus support the current concept about the development of IBD. Regarding the four investigated MYO9B variants, only in the Dutch population an association of rs2305764 in Intron 28 with IBD could be shown. As a part of the cytoskeleton MYO9B may influence cell-to-cell junctions and intestinal permeability. Permeability investigations of patients and controls were evaluated employing a three sugar test. Hereby a trend towards an increased intestinal permeability was shown for three genetic variants in MYO9B. A higher intestinal permeability may enhance contact of intestinal immune cells with intraluminal antigens and thus could be considered as another important element for inflammation in IBD.