S preučevanjem celotnega genoma do razumevanja genetskega ozadja anafilaksije

Anafilaksija je resna sistemska, življenje ogrožajoča alergijska reakcija z akutnim potekom. Med najpogostejše povzročitelje anafilaksije sodijo hrana, zdravila in strupi žuželk (Hymenoptera). Incidenca anafilaksije je v porastu in verjetnost, da bo posameznik doživel vsaj eno anafilaktično reakcijo v življenju je ocenjena na celo do 5 %. Anafilaksija je torej dokaj pogosta bolezen, njen mehanizem pa še ni popolnoma poznan. Anafilaksija povzročena s strupom kožekrilca (HVA) predstavlja odličen »model« za študijo teže reakcije, saj se ob piku kožekrilca zmeraj sprosti podobna količina strupa v kri s čimer izločimo vpliv količine strupa na potek in težo anafilaktične reakcije. Poleg tega je teža reakcije ponovljiva, saj ob ponovnem piku kožekrilca bolnik doživi v določeni meri reakcijo podobno predhodni. Kljub dobro poznani vlogi imunoglobulinov E (IgE)pri v alergijskih reakcijah in anafilaksiji, velika večina ljudi s povišanimi ravnmi specifičnih IgE (sIgE) (∼80 %) ob piku kožekrilca nima reakcije. Po drugi strani pa je znano, da nekateri ljudje ob stiku z alergenom, doživijo omejeno, veliko lokalno reakcijo, spet tretji na isti alergen odreagirajo burno, v obliki anafilaksije. Glavni cilj študij genetskih predispozicij je prepoznavanje (epi)genetskih dejavnikov tveganja, ki bi skupaj z ostalimi dejavniki napovedali tveganje posameznika za razvoj bolezni, v našem primeru anafilaksije. V nedavni študiji smo dokazali, da je tveganje za hudo obliko anafilaksije povezano s prisotnostjo α-triptaznih ponovitev gena TPSAB1, poznanim kot dedna α-triptazemija (HαT). Poleg dednega dejavnika na razvoj in težo anafilaksije vpliva tudi aktivirajoča somatska različica p.D816V v genu KIT (c.2447A>T). Trenutno sta HαT in/ali različica p.D816V v genu KIT dokazano prisotna pri le 30-40 % bolnikov s težko HVA. Tako še vedno ni mogoče predvideti najtežjih oblik anafilaksije. Projekt nam bo omogočil odkriti (epi)genetske dejavnike tveganja za pojav anafilaksije. Odkrite različice v enem ali predvidoma v več genih bodo razložile posameznikovo podvrženost k razvoju anafilaksije. Tako bomo prispevali k boljšemu razumevanju bolezni in k usmerjeni obravnavi bolnikov s povečanim tveganjem za razvoj anafilaksije. V projektu bomo izvedli več med seboj povezanih aktivnosti združenih v delovne sklope (WP). WP1 bo usmerjen v iskanje genetskih lokusov/različic povezanih z anafilaksijo in težo reakcije. Za dosego tega cilja bomo izvedli asociacijsko študijo na ravni celotnega genoma (GWAS). Sekvenciranje celotnega genoma z nizko pokritostjo (lcWGS) bomo izvedli pri bolnikih preobčutljivih za strupe kožekrilcev z različnimi stopnjami teže reakcije (klinični, laboratorijski podatki in DNA so že na voljo). Pri izvedbi asociacijske analize bomo upoštevali tudi prisotnost različice D816V v genu KIT in HαT (rezultati so že na voljo). V drugem delovnem sklopu, WP2, bomo z asociacijsko študijo celotnega epigenoma (EWAS) iskali epigenetske značilnosti povezane z anafilaksijo. Z metodo sekvenciranja celotnega genoma z bisulfitno konverzijo (WGBS) bomo določili vzorce metilacije DNA pri istih posameznikih kot v delovnem sklopu WP1. Izbrani skupini genov v okviru WP1 in WP2 bomo funkcionalno in biološko karakterizirali. WP3 bo usmerjen v celovito in integracijsko analizo rezultatov iz WP1 (GWAS) in WP2 (EWAS) skupaj z analizo transkriptoma med anafilaksijo (RNA-seq, rezultati so že na voljo). Sledila bo replikacijska študija v okviru WP4, pri kateri nameravamo potrditi relevantnost najmočneje povezanih različic/genov/regij iz WP1, WP2 in WP3 na novi neodvisni skupini bolnikov z anafilaksijo po piku kožekrilcev (vzorčenje v teku). V WP5 bomo opredelili biološko in funkcionalno pomembnost odkritih različic in genov (transkripcijske in imunološke analize). V zadnjem delu, WP6, bomo naredili multi-omski atlas anafilaksije v katerem bo združeno znanje anafilaksije pridobljeno s pomočjo raziskovanja genomike, epigenomike, transkriptomike in proteomike.