Naukowcy z Children’s Hospital of Philadelphia (CHOP) i Perelman School of Medicine z University of Pennsylvania (Penn Medicine) opracowali dane mające na celu poprawę diagnostyki zespołu Alagille’a, złożonej dziedzicznej choroby wątroby. Odkrycia te pomogą zredukować klasyfikację Variant of Uncertain Significance (VOUS) dla wariantów missense, genetycznych zmian zmieniających białka, co ma implikacje dla innych chorób. Odkrycia zostały opublikowane dzisiaj przez Amerykańskie czasopismo genetyki człowieka.

Zespół Alagille’a — znany również jako zespół Alagille’a-Watsona, syndromiczny niedobór dróg żółciowych i dysplazja tętniczo-wątrobowa — to dziedziczne zaburzenie wątroby, które wpływa również na serce, oczy, kości, nerki, układ naczyniowy i inne narządy, o szerokim zakresie nasilenia. Zespół Alagille’a jest głównie powodowany przez warianty genu Jagged1 (JAG1), który pomaga wytwarzać białko kontrolujące sposób, w jaki komórki rosną i rozwijają się w różne rodzaje tkanek i narządów, gdy funkcjonują prawidłowo.

Wiele genetycznych zmian skracających białka można łatwo zidentyfikować jako wywołujące chorobę i doprowadzić do prawidłowej diagnozy zespołu Alagille’a, co pozwoli dzieciom otrzymać odpowiedni kurs leczenia. Jednak do 85% zgłoszonych wariantów missense JAG1 — mutacji, w których jeden aminokwas jest zastępowany innym, który zwykle nie znajduje się w tej pozycji w genie — ma niepewne lub sprzeczne klasyfikacje, co oznacza, że ​​pacjenci z zespołem Alagille’a mogą zostać pominięci.

„Chcieliśmy skupić się na eksonach, w których te warianty missense występują najczęściej i wyodrębnić warianty, które można porównać z tymi, o których wiemy, że są odpowiedzialne za chorobę” — powiedziała pierwsza autorka badania Melissa Gilbert, dr, adiunkt ds. patologii i medycyny laboratoryjnej w Penn Medicine i CHOP. „Używając różnych metod, opracowaliśmy test o wysokiej przepustowości i byliśmy w stanie zmniejszyć niepewność, jeśli chodzi o klasyfikację tych wariantów missense i poprawić naszą zdolność do zapewnienia dokładniejszej diagnozy zespołu Alagille’a”.

Każdy gen zawiera eksony, czyli obszary kodujące, które dostarczają instrukcji do wytwarzania określonych białek. W tym badaniu naukowcy wygenerowali bibliotekę 2832 wariantów nukleotydowych JAG1 w eksonach od 1 do 7, regionie genu z dużą liczbą zgłoszonych wariantów missense.

Wykorzystując test o wysokiej przepustowości do pomiaru ekspresji JAG1 na błonie i kalibrację przy użyciu oddzielnego zestawu wariantów kontrolnych, naukowcy określili 486 wariantów jako funkcjonalnie nieprawidłowe, z czego 439 było wariantami typu missense.

Następnie porównano te informacje z 144 niepewnymi wariantami zgłoszonymi u pacjentów poddawanych badaniom klinicznym lub badawczym. Spośród tych wariantów 27 miało funkcjonalnie nieprawidłową ekspresję błonową JAG1, a w wyniku tych ustaleń 26 zostało ponownie sklasyfikowanych jako prawdopodobnie patogenne lub powodujące zespół Alagille’a.

„Metoda, której użyliśmy do ponownej charakterystyki tych wariantów, ma implikacje dla innych genetycznych czynników wywołujących rzadkie i złożone choroby” — powiedziała starsza autorka badania Nancy B. Spinner, Ph.D., szefowa Wydziału Diagnostyki Genomicznej w CHOP. „W najbliższej przyszłości mamy nadzieję, że ten zestaw danych umożliwi doradcom genetycznym i klinicystom lepszą klasyfikację tych wariantów, gdy zostaną po raz pierwszy wykryte u pacjentów z zespołem Alagille’a, a także zmniejszy niepewność i lęk, z którymi borykają się rodziny pacjentów zmagających się z tą trudną chorobą”.

Przyszłe cele badaczy obejmują rozszerzenie tej pracy, aby rozwiązać wszystkie warianty w JAG1, rozszerzenie na inne geny chorobowe i opracowanie protokołów, aby osadzić te dane w interpretacji wariantów w klinicznym laboratorium diagnostycznym w CHOP. Rozwiązanie VOUS we wszystkich medycznie istotnych genach jest deklarowanym priorytetem National Human Genome Research Institute.