Podejścia metodologiczne

Genetyka CAVD jest historycznie związana z mukowiscydozą od 1968 roku, kiedy to Kaplan i wsp. wykazali, że prawie wszyscy mężczyźni z mukowiscydozą mają azoospermię obstrukcyjną (OA) spowodowaną CBAVD (Kaplan i wsp. 1968). Koncepcja, że izolowane formy CBAVD i mukowiscydozy są związane z tym samym genem została potwierdzona wkrótce po zidentyfikowaniu genu CFTR w 1989 roku (Dumur i wsp. 1990; Anguiano i wsp. 1992). Wkrótce jednak zauważono, że 20-40% przypadków CBAVDs nie było związanych z mutacjami CFTR, co sugerowało możliwość heterogenności genetycznej (Culard i wsp. 1994; Chillón i wsp. 1995). Mimo to, przez 25 lat genetyka CAVD pozostawała ograniczona do CFTR. Faktem jest, że badanie genetycznego determinizmu ludzkiej niepłodności przez długi czas było ograniczone specyficznymi ograniczeniami metodologicznymi, przy czym tradycyjne podejście oparte na rodzinie poprzez analizę powiązań często nie znajdowało zastosowania, szczególnie w kontekście niepłodności mężczyzn ze względu na bariery psychospołeczne i kulturowe. Dlatego też do niedawna markery genetyczne powszechnie stosowane w praktyce klinicznej do badania azoospermii nieinstrukcyjnej (NOA) były ograniczone do nieprawidłowości chromosomalnych, takich jak zespół Klinefeltera i mikrodelecje chromosomu Y (Krausz 2011). Jednakże, w ciągu ostatniej dekady, pojawienie się sekwencjonowania nowej generacji (NGS) umożliwiło rozwój potężnych metod opartych na sekwencjonowaniu całego eksomu (WES) lub sekwencjonowaniu całego genomu (WGS) i analizie całego transkryptomu. Ostatnio zidentyfikowano około 20 genów zaangażowanych w monogenowe formy NOA (recenzja Ghieh i wsp. 2019). Dla prawie wszystkich z tych genów mutacje przyczynowe, wszystkie recesywne, zostały zidentyfikowane w rodzinach spokrewnionych (Yang i wsp. 2018). Z drugiej strony, według naszej wiedzy, wyjątkowe rodzinne przypadki OA nigdy nie były obserwowane w kontekście pokrewieństwa, ograniczenie, które częściowo wyjaśnia, dlaczego, pomimo udogodnień nowych podejść genomicznych, liczba nowych genów zidentyfikowanych w CAVD była znacznie niższa. Niemniej jednak, w ostatnich latach do identyfikacji genów kandydujących przyczyniły się dwa główne, uzupełniające się podejścia: oparte na badaniu indywidualnych genomów oraz oparte na analizie transkryptomu komórek przewodu nasiennego, głównie najądrza. Pierwsze z nich doprowadziły do ustalenia istotnych korelacji pomiędzy iCBAVD a mutacjami punktowymi genu ADGRG2 zidentyfikowanymi za pomocą analizy WES (Patat i wsp. 2016; Khan i wsp. 2018), a także wariantami copy-number genów PANK2 i SLC9A3 zidentyfikowanymi za pomocą analizy porównawczej hybrydyzacji genomowej opartej na tablicy (array-CGH) (Lee i wsp. 2009). Podejścia transkryptomiczne z wykorzystaniem mikromacierzy cDNA lub sekwencjonowania RNA pozwoliły namierzyć wiele funkcjonalnych genów kandydujących, w szczególności genów, których ekspresja jest ograniczona do komórek przewodu nasiennego lub których profil ekspresji jest specyficzny dla określonych części przewodu nasiennego (Browne i wsp. 2016). Kilka z tych genów kandydujących, takich jak ADGRG2 i SLC9A3, zostało zwalidowanych u myszy z nokautem, a ich fizjologia została zbadana w tym modelu zwierzęcym (Davies i wsp. 2004; Wang i wsp. 2017). Ostatnio integracyjne podejście wielomiczne, które łączy WGS, analizę metylomu całego DNA i sekwencjonowanie RNA, doprowadziło do identyfikacji dwóch nowych genów kandydujących, SCNN1B i CA12, u osobnika z iCBAVD (Shen i wsp. 2019). Jednak pomimo tych postępów nadal nie ma diagnozy genetycznej dla co najmniej jednej czwartej CAVD, z których większość to CUAVD. Do tej pory hipoteza, że te niewyjaśnione formy CAVD nie są wynikiem prostych wariantów genetycznych, była mało zbadana. Przewiduje się, że w przyszłości nowe metody badania epigenomu i możliwości narzędzi bioinformatycznych pozwolą na określenie roli regulacji epigenomicznej w występowaniu tych izolowanych CAVD. Podejście to będzie jednak tym bardziej skuteczne, jeśli zostanie zastosowane w kohortach o odpowiedniej wielkości złożonych z doskonale fenotypowanych pacjentów z CAVD o jednorodnym pochodzeniu etnicznym.

Geny implikowane w CAVD

Podczas gdy determinizm genetyczny NOAs charakteryzuje się znaczną heterogennością genetyczną z ponad 30 zidentyfikowanymi genami (SPGF ), determinizm OAs ogranicza się do bardzo niewielu genów (Ghieh i wsp. 2019). W związku z tym ustalono, że około trzy czwarte kaukaskich przypadków CAVD jest związanych z anomaliami w dwóch genach: CFTR dla większości przypadków i ADGRG2 dla mniejszości (Patat i wsp. 2016). W niektóre iCBAVD mogą być zaangażowane inne geny, takie jak SLC9A3, ale także czynniki epigenetyczne lub środowiskowe o bardzo różnej roli fizjopatologicznej.

CFTR (MIM#602421) został zidentyfikowany poprzez klonowanie pozycyjne w 1989 roku przez Riordana i wsp. (1989) kończąc kilkuletnie konkurencyjne badania mające na celu odkrycie jedynego genu odpowiedzialnego za CF. Około połowa chorych na mukowiscydozę pochodzących z Europy Północnej jest homozygotyczna pod względem delecji trzech par zasad (NM_000493.3:c.1521_1523del), co skutkuje utratą fenyloalaniny 508 (NP_000483.3:p.Phe508del, nazwa dziedziczna: F508del). Średnio 1 na 40 osób w populacji kaukaskiej jest heterozygotą dla mutacji p.Phe508del, co czyni ją jedną z najczęstszych mutacji patogennych u ludzi (Kerem i wsp. 1989). CFTR, który zajmuje 250 kb na długim ramieniu chromosomu 7 w 7q31.2, zawiera 27 kodujących egzonów i wytwarza kilka transkryptów, z których tylko jeden, 6,1-kb mRNA, koduje funkcjonalne białko o długości 1480 aminokwasów zwane CF transmembranowym regulatorem przewodnictwa (CFTR). CFTR jest glikozylowanym białkiem transmembranowym ulegającym ekspresji w błonie apikalnej wielu komórek nabłonkowych, gdzie funkcjonuje głównie jako kanał chlorkowy regulowany przez cAMP. Wiele badań wykazało, że CFTR bierze udział w regulacji kilku transporterów jonów, w tym kanału sodowego (ENacs), wymienników chlorkowo-wodorowęglanowych, wymienników protonowych (Na+/H+) i kanałów wodnych (akwaporyn). Dlatego też procesy fizjologiczne zależne od CFTR odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy jonów, pH i wody w płynach wydzielniczych nabłonka (Choi et al. 2001). W ciągu 3 dekad odnotowano ponad 2000 mutacji w CFTR (https://www.genet.sickkids.on.ca/), ale mniej niż jedna czwarta z nich jest klasyfikowana jako patogeny (https://www.cftr2.org/) na podstawie korelacji z CF lub innymi schorzeniami, które często mają mniej poważne rokowanie, ograniczone do jednego narządu, takiego jak oskrzela (rozsiane zapalenie oskrzeli, MIM#211400), trzustka (przewlekłe zapalenie trzustki, MIM#167800) lub nasieniowody (wrodzony obustronny brak nasieniowodów, MIM#277180). Te schorzenia, które nie spełniają wszystkich kryteriów mukowiscydozy, ale są związane z dysfunkcją CFTR, zostały zgrupowane pod ogólnym terminem CFTR-RD (Bombieri i wsp. 2011). Wszystkie regiony CFTR mogą być dotknięte mutacjami wywołującymi chorobę, w tym regiony promotorowe i głębokie regiony intronowe (Feng i wsp. 2019; Bergougnoux i wsp. 2019). W zależności od ich wpływu na biogenezę i funkcje CFTR, patogenne allele są podzielone na dwie główne kategorie: warianty powodujące CF (zwane również „ciężkimi”), które w stanie homozygotycznym są zawsze związane z CF oraz warianty nie powodujące CF, które nigdy nie były obserwowane u pacjentów z CF i które w związku z tym są błędnie nazywane allelami „łagodnymi”. Mniejszość alleli powodujących CF obserwowano w zmiennych postaciach klinicznych mniej lub bardziej nasilonej mukowiscydozy, w których funkcja trzustki jest często zachowana. Patogenność tych alleli zwanych VCC (od variants of varying clinical consequence) może zależeć od rzadko znanych czynników genetycznych, takich jak asocjacja cis z allelami złożonymi lub nieznanych czynników niegenetycznych. W przeciwieństwie do wariantów powodujących CF, warianty nie powodujące CF powodują niekompletną dysfunkcję CFTR. W zależności od narządu, jeśli resztkowa aktywność CFTR jest zbyt niska, aby utrzymać homeostazę, może pojawić się CFTR-RD. Dlatego osoby z CFTR-RD zazwyczaj są nosicielami wariantu nie powodującego CF, najczęściej w połączeniu trans z wariantem powodującym CF lub, rzadziej, z innym wariantem nie powodującym CF. Te allele są czasami określane jako allele powodujące CFTR-RD.

ADGRG2 (MIM#300372) zlokalizowany w Xp22.13 składa się z 29 eksonów, które wytwarzają około dziesięciu transkryptów, z których najdłuższy ma otwartą ramkę odczytu 3,1 kb (obejmuje eksony 3-29), które kodują adhezyjny receptor sprzężony z białkiem G G2 (ADGRG2). Jego cDNA zostało pierwotnie sklonowane w 1997 r. przez Osterhoffa i wsp. (1997) po różnicowym przesiewaniu biblioteki cDNA ludzkich komórek najądrza, w której ten klon, nazwany HE6 (od human epidididymis-specific protein 6) był szeroko reprezentowany. Z wydedukowan± sekwencj± 1017 aminokwasów i siedmioma dobrze zachowanymi domenami transmembranowymi, białko HE6 należy do nadrodziny receptorów sprzężonych z białkami G (GPCR), w której pierwotnie było określane jako GPR64. Struktura i właściwości autokatalityczne zewnątrzkomórkowej części HE6/GPCR64 doprowadziły do jego ostatecznego zaklasyfikowania do podrodziny G adhezyjnych GPCR (aGPCR) (Hamann i wsp. 2015). ADGRG2 jest wysoce glikozylowanym białkiem ulegającym niemal wyłącznie i wysokiej ekspresji w proksymalnej części męskich przewodów nasiennych (https://proteinatlas.org), a dokładnie w nabłonku przewodów efferentnych i początkowej części przewodu najądrza. Immunolabeling ADGRG2 jest szczególnie silny w stereokiliach komórek głównych najądrza oraz w mikrowypustkach komórek niekolizyjnych przewodów efferentnych, gdzie 90% płynu wydzielanego przez jądro jest reabsorbowane (Kirchhoff i wsp. 2008; Patat i wsp. 2016). Udział ADGRG2 w tym procesie został pierwotnie zasugerowany przez knockout HE6/GPR64 (targeted disruption) u myszy, który u hemizygotycznych samców skutkuje akumulacją płynu w jądrze i zastojem plemników w przewodach eferentnych, prowadząc do obstrukcyjnego fenotypu niepłodności (Davies i wsp. 2004). ADGRG2 jest sierocym receptorem o nieznanych naturalnych ligandach i częściowo wyjaśnionych szlakach sygnałowych. Podobnie jak większość aGPCRs, dojrzały ADGRG2 jest heterodimerem powstałym w wyniku rozszczepienia wysoce konserwowanej domeny zawierającej miejsce proteolizy GPCR (GPS) w zewnątrzkomórkowym fragmencie N-końcowym (NTF) niekowalencyjnie połączonym z dużym fragmentem C-końcowym (CTF) zakotwiczonym w błonie komórkowej (Obermann i wsp. 2003). W jaki sposób te dwie podjednostki współpracują pod wpływem endogennych agonistów w celu pośredniczenia w przekazywaniu sygnałów i czy mają one odrębne specyficzne funkcje, to pytania, które pozostają bez odpowiedzi. Wykazano jednak, że zewnątrzkomórkowy koniec CTF powstającego w wyniku rozszczepienia niesie sekwencję Stachel o właściwościach agonistycznych (Demberg i wsp. 2015). Ponadto, ostatnie dane eksperymentalne uzyskane w modelach in vitro i in vivo wskazują, że poprzez sygnalizację pośredniczoną przez białka Gs i Gq, ADGRG2, jest w stanie modulować odpowiednio c-AMP i aktywność PKC (Demberg i wsp. 2017; Balenga i wsp. 2016; Zhang i wsp. 2018).

Mutacje przyczynowe w CAVD, typ i epidemiologia

Mutacje CFTR

Mniej niż rok po zidentyfikowaniu genu CFTR (Riordan i wsp. 1989), Dumur i wsp. zaobserwowali anormalnie wysoką częstość mutacji p.Phe508del w małej serii niepłodnych mężczyzn z iCBAVD (Dumur i wsp. 1990). Odkrycie to, które potwierdziło hipotezę, że iCBAVD może być monosymptomatyczną postacią mukowiscydozy, miało poważne konsekwencje medyczne. Odtąd wszyscy mężczyźni z iCBAVD poddawani technikom rozrodu wspomaganego medycznie (ART) poprzez chirurgiczne pobranie nasienia i wewnątrzcytoplazmatyczną iniekcję plemników (ICSI) mieli być uważani za obarczonych podwyższonym ryzykiem urodzenia dziecka z mukowiscydozą (Anguiano i wsp. 1992). Następnie Chillon i wsp. potwierdzili, że w przeciwieństwie do pacjentów z CF, którzy są nosicielami wyłącznie mutacji powodujących CF odpowiedzialnych za całkowitą utratę funkcji kanału chlorkowego CFTR, pacjenci z iCBAVD są nosicielami co najmniej jednej kopii CFTR z tak zwaną „łagodną” mutacją, ponieważ koreluje ona z obniżoną lub częściową aktywnością CFTR na poziomie 3-8% (Chillón i wsp. 1995). Sytuację tę dobrze ilustruje wariant polimorfizmu polytymidyny (Tn) w intronie 9 (NM_000493.3:c.1210-12T), tzw. allel IVS8-5T (allel 5T), którego częstość jest cztery do pięciu razy wyższa u osób z iCBAVD (recenzja De Sousa i wsp. 2018). Ten allel 5T ma szkodliwy wpływ na splicing, który promuje pomijanie eksonu 10, co prowadzi do znacznego zmniejszenia normalnego mRNA CFTR (Chu i wsp. 1993). Nawet jedna trzecia osób z iCBAVD pochodzenia europejskiego jest heterozygotami złożonymi niosącymi mutację powodującą CF, z których najczęstszą jest F508del, oraz allel 5 T w tranzycji (Chillón et al. 1995). Ponieważ jednak genotyp ten był obserwowany u płodnych ojców, którzy mieli dziecko z CF, Cuppens i wsp. wykazali, że penetracja tego allelu 5 T w odniesieniu do pominięcia eksonu 10 zależała głównie od wielkości sekwencji polimorficznej polyTG (NM_000493.3:c.1210-34TG) upstream do sekwencji polyT (Cuppens i wsp. 1998). Tak więc, podczas gdy poliwalentny TG(11)5T (NM_000493.3:c.1210-34TGT) występuje w przeważającej większości u osób zdrowych, to właśnie kombinacja TG(12)5T jest najczęściej spotykana u osób z iCBAVD, podczas gdy znacznie rzadszy allel TG(13)5T jest zawsze identyfikowany u osób z iCBAVD (Groman i wsp. 2004). W ciągu ostatnich 20 lat liczne badania pozwoliły na scharakteryzowanie spektrum mutacji CFTR u osób z CBAVD poprzez określenie ich częstości występowania w zależności od pochodzenia etnicznego i geograficznego (przegląd: Yu i wsp. 2012). Podczas gdy te same typy ciężkich mutacji, w tym duże rearanżacje CFTR (Taulan i wsp. 2007), są znajdowane zarówno u osób z CF-CBAVD, jak i iCBAVD, spektrum mutacji CFTR w iCBAVD jest radykalnie odmienne, ponieważ występuje tam wiele mutacji niewywołujących CF, z których większość może być związana z innymi fenotypami CFTR-RD, takimi jak pankreatopatie, rozsiana bronchiektaza i choroby zatok (Bombieri i wsp. 2011). Te „łagodne” mutacje obejmują głównie warianty intronowe, które wpływają na splicing, z których najczęstszym jest allel 5T, oraz liczne mutacje typu missense, które wpływają na funkcjonowanie kanału chlorkowego, z których najczęstszą u osób rasy kaukaskiej jest mutacja p.Arg117His (R117H) (Casals i wsp. 2000; Claustres i wsp. 2000). Większość z tych mutacji nie wywołujących CF nie jest wykrywana przez rutynowe panele zaprojektowane dla klasycznej populacji CF, które są ukierunkowane głównie na najczęstsze mutacje wywołujące CF (liczne dostępne zestawy komercyjne). Dlatego też, w diagnostyce molekularnej CBAVD i innych CFTR-RD, zaleca się wybór testu CFTR, który obejmuje dwa główne „łagodne” warianty, R117H i allel 5T, jako testu pierwszego rzutu (patrz poniżej rozdział „Implikacje dla praktyki klinicznej…”). Jeśli wynik nie jest jednoznaczny, należy wykonać kompleksową charakterystykę CFTR, obejmującą co najmniej sekwencjonowanie wszystkich eksonów i flankujących regionów intronowych, a także poszukiwanie dużych rearanżacji. Metody diagnostyki molekularnej oparte na sekwencjonowaniu nowej generacji (NGS) są coraz częściej wykorzystywane do wykrywania nie tylko mutacji punktowych, ale również dużych delecji lub duplikacji. Te nowe metody skanowania genów, które mogą być zastosowane do panelu, pozwalają uniknąć pracochłonnego sekwencjonowania Sangera i półilościowych technik PCR (MLPA, QMPSF, qPCR, itp.) wykonywanych ekson po eksonie.

Częstotliwości mutacji CFTR u pacjentów z CAVD różnią się w poszczególnych badaniach, prawdopodobnie z powodu błędu rekrutacji, wielkości kohorty i heterogenności metod genotypowania, przy czym u wielu badanych wykonano częściową analizę CFTR. Jest jednak jasne, że częstość występowania niektórych alleli jest bardzo różna u pacjentów z CAVD rasy kaukaskiej i u pacjentów z krajów niekaukaskich, w których mukowiscydoza występuje znacznie rzadziej. Dotyczy to zwłaszcza mutacji F508del, która jest wyjątkowo wykrywana u chińskich chorych na iCBAVD, podczas gdy w Europie Północnej jej nosicielami jest nawet 1/3 chorych na iCBAVD. Z drugiej strony pacjenci z iCBAVD pochodzenia azjatyckiego są częściej nosicielami allelu 5T niż osoby rasy kaukaskiej (tab. 1), podczas gdy częstość występowania tego allelu w populacji ogólnej niewiele różni się na świecie (5%). Ogólnie metaanaliza danych opublikowanych przez Yu i wsp. (2012) wskazuje, że około 80% kaukaskich pacjentów z iCBAVD jest nosicielami co najmniej jednej mutacji w CFTR. Najbardziej wyczerpujące z możliwych badań pozostawia 6% badanych bez jakiejkolwiek wykrytej mutacji (Ratbi i wsp. 2007). Biorąc pod uwagę, że niektórzy z tych pacjentów mogą być prostymi heterozygotami (3% w populacji kaukaskiej), a inni są nosicielami wariantów o nieznanym znaczeniu, które mogą być neutralne (nie powodować CF lub CFTR-RD), można założyć, że CFTR będzie zaangażowany w 75-80% przypadków iCBAVD. Zatem w przypadku około jednej czwartej pacjentów z iCBAVD nie można ostatecznie udowodnić odpowiedzialności CFTR, podczas gdy w przypadku pacjentów z CF dwa zmutowane allele można scharakteryzować w 99% przypadków (Tabela 1). W przypadku CUAVDs 30-50% badanych jest nosicielami co najmniej jednej mutacji CFTR po kompleksowym skanowaniu genów, co oznacza, że ponad połowa CUAVDs nie jest związana z CFTR (Schlegel i wsp. 1996; Casals i wsp. 2000; Cai i wsp. 2019; Mieusset i wsp. 2020). Obecność nieprawidłowości nerkowej jest bardzo istotnie częstsza u pacjentów z CAVD, u których wykryto tylko jedną nieprawidłowość CFTR lub nie wykryto jej wcale (Augarten i wsp. 1994; Schwarzer & Schwarz 2012). Można zatem przyjąć, że różnica w częstości niewykrycia mutacji CFTR pomiędzy CBAVD (20%) a CUAVD (50%) jest przynajmniej częściowo związana z różnicą w częstości jednostronnej agenezji nerek obserwowanej w obu grupach, odpowiednio 5% vs 25% (Weiske i wsp. 2000; McCallum i wsp. 2001; Kolettis i Sandlow 2002; Yang i wsp. 2015).

Tabela 1 Średnie częstości klas genotypów CFTR w zależności od postaci CAVD z najczęściej występującymi allelami

mutacje ADGRG2

W 2016 roku, po starannym wyselekcjonowaniu, z dużej retrospektywnej serii 379 mężczyzn z iCBAVD pochodzenia europejskiego, kohorty 26 osób nie posiadających ani mutacji CFTR, ani związanej z nią nieprawidłowości nerek, Patat i wsp. zidentyfikowali trzy hemizygotyczne mutacje truncatingowe w genie X-linked ADGRG2 (MIM#300572.0001_3) u czterech osób (Patat i wsp. 2016). Ustalenie przyczynowej roli tych mutacji w fenotypie iCBAVD oparte było na zestawie argumentów: (i) u samców myszy ADGRG2 knockout (KO) rozwija się OA bez innych istotnych nieprawidłowości (Davies i wsp. 2004), (ii) badanie histologiczne biopsji najądrza jednego z czterech osobników wykazało brak ekspresji ADGRG2 w nabłonku kanalików efferentnych, które były nieprawidłowo poszerzone, (iii) jedna z mutacji truncated została zidentyfikowana u dwóch niepłodnych osobników spokrewnionych ze sobą przez ogniwo matczyne (siostrzeniec i wujek matki). Od tego czasu trzy publikacje (Yang i wsp. 2017; Yuan i wsp. 2019; Khan i wsp. 2018) doniosły o identyfikacji pięciu nowych rzadkich wariantów ADGRG2 u sześciu pacjentów z iCBAVD pochodzenia azjatyckiego bez patogennej mutacji CFTR: dwie mutacje nonsensowne sklasyfikowane jako patogenne, w tym jedna u dwóch niepłodnych braci pochodzenia pakistańskiego (Khan i wsp. 2018) oraz trzy mutacje missensowne, w tym jedna wpływająca na region GPS, która została sklasyfikowana jako patogenna (Yang i wsp. 2017). U tych sześciu pacjentów nie stwierdzono nieprawidłowości w funkcjonowaniu nerek. Ostatnio Pagin i wsp. również donieśli o sześciu nowych mutacjach truncatingowych ADGRG2 w kohorcie 53 francuskich pacjentów z CAVD niosących 0 lub tylko 1 allel defektywny CFTR. W tym badaniu autorzy nie uzyskali przekonujących dowodów na poparcie hipotezy o dziedziczeniu digenicznym z udziałem ADGRG2 i CFTR. Stwierdzili, że inaktywacja ADGRG2 jest odpowiedzialna za około 20% przypadków CAVD niezwiązanych z dysfunkcją CFTR. Ponadto nie znaleźli żadnego przypadku nerki samotnej wśród 8 pacjentów z mutacją ADGRG2 w swojej kohorcie (Pagin i wsp. 2019). Co ciekawe, żadnych mutacji ADGRG2 ani CFTR nie zidentyfikowali Patat i wsp. w kohorcie 28 pacjentów z iCBAVD z URA (dane własne).

Inne mutacje

Według naszej wiedzy, poza CFTR i ADGRG2, jedynymi innymi mutacjami, które wzbudziły pytanie o możliwą korelację z iCBAVD są CNVs obejmujące geny PANK2 i SLC9A3. Dotychczas te CNV zostały opisane jedynie u pacjentów z iCBAVD pochodzących z Tajwanu. Podobnie jak w innych populacjach azjatyckich, CF i CFTR-RD są rzadko obserwowane na Tajwanie, a poza allelem IVS8-5T, którego częstość jest znacząco zwiększona u niepłodnych tajwańskich mężczyzn z iCBAVD, scharakteryzowano bardzo niewiele patogennych alleli CFTR (Chiang i wsp. 2009). Badając CNVs za pomocą array-CGH i ilościowego PCR w czasie rzeczywistym w małej kohorcie tajwańskich osobników z iCBAVD, zespół HS Chiang zidentyfikował u jednego osobnika homozygotyczną utratę genu kinazy pantotenianowej 2 (PANK2) (Lee i wsp. 2009), a u 11 z 29 badanych utratę kopii genu izoformy 3 rodziny nośników solutowych 9 (SLC9A3) (Wu i wsp. 2018; recenzja Chiang i wsp. 2019). PANK2 został wybrany jako potencjalny gen związany z reprodukcją, ponieważ u myszy KO występowała azoospermia (Kuo i wsp. 2005). Był to jednak NOA, a stan ten nie jest obserwowany u dotkniętych ludzi z neurodegeneracją związaną z kinazą pantotenianową (MIM#234200). Do tej pory nie opisano innych przypadków CBAVD związanych z delecją PANK2. Korelacja ta pozostaje więc niepewna, a obserwacje niepotwierdzone. Z drugiej strony, dane eksperymentalne uzyskane przez ten sam zespół na temat udziału SLC9A3 w fenotypie CBAVD są istotne i bardziej przekonujące. Istotnie, autorzy ci wykazali, że u dorosłych samców myszy SLC9A3-/- rozwija się obstrukcyjna azoospermia spowodowana strukturalnymi i funkcjonalnymi nieprawidłowościami przewodów efferentnych z długotrwałą postępującą atrofią nasieniowodów i pęcherzyków nasiennych (Wu i wsp. 2019; Chiang i wsp. 2019). Co znamienne, autorzy zaobserwowali drastyczny spadek CFTR w najądrzu i nasieniowodach u tych myszy SLC9A3-KO, sugerując współzależne role tych dwóch genów w determinizmie iCBAVD (Wang i wsp. 2017). Jednakże, pomimo tych bardzo pouczających obserwacji dotyczących roli SLC9A3 w fizjologii układu rozrodczego samców myszy, związek pomiędzy utratą kopii tego genu a iCBAVD u ludzi jest nadal słabo poznany. Biorąc pod uwagę, że recesywne mutacje SLC9A3 powodują ciężką postać wrodzonej biegunki przez wydzielanie sodu (congenital secretory sodium diarrhea, MIM#616868) oraz że wykazano, iż mutacje typu loss-of-function, w tym całkowita delecja SLC9A3, są przekazywane przez heterozygotycznych ojców (Janecke i wsp. 2015), CBAVD u tajwańskich pacjentów nie może być wyjaśnione jedynie przez haploinsuencję SLC9A3. Co więcej, Wu i wsp. podali w swoim badaniu, że wśród 29 tajwańskich pacjentów z iCBAVD, u 6 (20,7%) stwierdzono homozygotyczność lub złożoną heterozygotyczność dla alleli CFTR TG(12)5T lub TG(13)5T, czyli status genotypowy, który sam w sobie może być wystarczający do wywołania iCBAVD. Spośród tych sześciu osób, dwie miały tylko jedną kopię SLC9A3. Z tej samej kohorty 12 innych pacjentów z iCBAVD było heterozygotycznych dla allelu TG(12)5T lub TG(13)5T, z których połowa również miała delecję SLC9A3 (Wu i wsp. 2019). Możliwość występowania digenizmu z udziałem wariantów CFTR, takich jak allel 5T, jest nadal wysoce spekulatywna. Należy zauważyć, że żaden z tych 29 tajwańskich pacjentów z CBAVD nie miał jednostronnego braku nerek.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.