Polymorphisme génétique du domaine de liaison de la protéine A surfactant augmente la sensibilité à la méningococcie

Contexte La méningococcie survient après la colonisation du nasopharynx par Neisseria meningitidis La protéine tensioactive SP-A et SP-D sont des molécules de reconnaissance des formes des voies respiratoires activant les défenses inflammatoires et phagocytaires après liaison aux sucres microbiens. Variation des gènes des protéines tensioactives L’expression et la fonction de ces molécules Les fréquences alléliques de SP-A, SP-A et SP-D ont été déterminées par amplification en chaîne par polymérase chez des patients atteints de méningococcie microbiologiquement prouvée, y compris des patients décédés et des sujets témoins sains. SP-A a augmenté le risque d’odds ratio de la maladie méningococcique [OR]; % intervalle de confiance [CI], -; le transport de A a réduit le risque OU; % CI, – Une analyse des multiples polymorphismes mononucléotidiques dans SP-A a démontré que l’homozygotie pour les allèles codant pour la lysine dans A plutôt que la glutamine dans A pour les acides aminés dans le domaine de la reconnaissance glucidique était associée à un risque accru de méningococcie. ; % IC, – Le nombre d’allèles codant pour la lysine au niveau du résidu a été retrouvé chez% des patients décédés, par rapport à% de ceux ayant survécu à la chirurgie OU ajusté pour l’âge; % CI, – La variation génétique de SP-A et SP-D n’était pas associée à une maladie méningococciqueConclusions Le polymorphisme génétique entraînant la substitution de la glutamine par la lysine au niveau du résidu dans le domaine de reconnaissance glucidique de SP-A augmente la susceptibilité aux maladies méningococciques. le risque de mort

La méningococcie reste une cause importante de morbidité et de mortalité dans le monde, avec des infections approximativement annuelles aux États-Unis. Malgré l’introduction généralisée d’un vaccin conjugué contre le sérogroupe C au Royaume-Uni, des cas confirmés de méningococcie surviennent. année en Angleterre et au Pays de Galles , avec un taux de létalité de% Méningococcie est une conséquence de l’invasion de la circulation sanguine par Neisseria meningitidis après une période de colonisation nasopharyngée Les organismes adhèrent à la surface épithéliale du nasopharynx, transcytose et Les facteurs de risque de méningococcie comprennent l’acquisition d’une souche invasive et des facteurs de risque environnementaux, notamment le tabagisme, la densité de population et les infections virales qui précèdent . Cependant, la variation génétique entre les hôtes peut également être importante. composante Les études de la fin s suggéré que le majeur c Les titres les plus élevés de ces anticorps sont observés chez les enfants plus âgés et chez les adultes Cependant, le taux d’attaque reste relativement faible, même chez les jeunes enfants qui manquent de titres appréciables de la méningococcie. anticorps bactéricides, malgré un portage rhinopharyngé relativement commun de N meningitidis L’absence de maladie dans la majorité des populations à risque suggère que les mécanismes immunitaires innés sont importants pour la protection contre la méningococcie. La variation au sein des gènes impliqués dans la réponse inflammatoire a été associée La déficience génétique de la protéine sérique, la lectine liant le mannose MBL, qui est capable de reconnaître N meningitidis et d’activer le complément sur la surface bactérienne , a été suggérée pour augmenter la susceptibilité à la maladie méningococcique MBL est membre d’une famille de protéines appelée les collectines, qui comprend également les protéines tensioactives SP-A et SP-D SP-A et SP-D sont exprimées dans le nasopharynx et les voies respiratoires et, par conséquent, sont présents sur le site de la colonisation méningococcique initiale [ ] SP-A et SP-D se lient aux microorganismes par reconnaissance des formes et modifient les réponses immunitaires, comme la phagocytose et l’inflammation SP-A et SP-D n’active pas le système du complément et ne contribuent donc pas directement à la réponse bactéricide sérique nombre de polymorphismes mononucléotidiques SNP existent dans les gènes humains pour SP-A SP-A et SP-A, qui sont% homologues les uns aux autres et le seul gène SP-D Dans SP-A, de nombreux polymorphismes sont des mutations faux-sens, mais certains sont silencieux En raison de la proximité des SNP dans SP-A, seules certaines combinaisons des SNP communs et rares se produisent. Tableau Ces haplotypes sont par convention appelés allèles SP-A Les allèles SP-A communs sont présentés dans le tableau, et la fréquence es dans un certain nombre de populations ont été décrites ailleurs

Figure Vue grandDownload slideSurfactant protéine SP-A et SP-D: structure protéique et localisation des polymorphismes mononucléotidiques SNP Les gènes de SP-A, SP-A et SP-D sont groupés sur le chromosome q, avec SP-A à l’envers orientation transcriptionnelle par rapport à SP-A et SP-D Ils codent pour des chaînes polypeptidiques qui forment des sous-unités trimériques, qui s’assemblent ensuite en oligomères de sous-unités. Un certain nombre de mutations faux-sens et silencieuses existent seulement dans les gènes SP-A; ces combinaisons sont appelées allèles tableau RSV, virus respiratoire syncytialFigure View largeTélécharger slideSurfactant protéine SP-A et SP-D: structure protéique et localisation des polymorphismes mononucléotidiques SNPs Les gènes pour SP-A, SP-A et SP-D sont regroupés sur le chromosome q, avec SP-A dans l’orientation transcriptionnelle inverse de SP-A et SP-D Ils codent des chaînes polypeptidiques qui forment des sous-unités trimériques, qui s’associent ensuite en oligomères de sous-unités. Les SNP sont trouvés dans les gènes SP-A; ces combinaisons sont appelées allèles tableau RSV, virus respiratoire syncytial

Table View largeTélécharger slideMissense et mutations silencieuses dans SP-A et SP-ATable View largeDownload slideMissense et mutations silencieuses dans SP-A et SP-A

Table View largeTélécharger la lameCommon SP-A allelesTable Voir grandDownload slideAllèles SP-A communsLe croisement de mutations faux-sens en SP-A, SP-D ou certains allèles SP-A est associé à une modification de certaines susceptibilités infectieuses figure est un effet sur la capacité à initier la phagocytose et les réponses inflammatoires En outre, différents allèles SP-A expriment différents niveaux de protéines Les effets des SNP dans SP-D sont moins clairs, mais une mutation conduisant à un acide aminé changement au niveau du résidu réduit les taux sériques de la protéine La localisation de SP-A et SP-D sur le site d’acquisition de N meningitidis, ainsi que la présence de mutations qui affectent potentiellement la fonction, nous ont conduit à tester l’hypothèse que les polymorphismes dans SP-A et SP-D sont impliqués dans l’acquisition ou la progression de la maladie méningococcique Par conséquent, nous avons étudié la distribution des polymorphismes dans ces gènes dans une cohorte de patients avec m microbiologiquement prouvé maladie eningococcique

Méthodes

Cette unité de patients atteints de méningococcie a déjà été décrite . L’unité de référence sur le méningocoque de Manchester, Royaume-Uni, offre un service de détection par PCR de N meningitidis dans des échantillons de sang et de liquide céphalo-rachidien provenant de patients suspectés de méningococcie. confirmation de la culture De juillet à novembre, tous les échantillons de sang total obtenus chez des patients atteints de méningococcie confirmée confirmée par culture ou détection par PCR de N meningitidis dans des échantillons de sang ou de liquide céphalorachidien ont été conservés après obtention du consentement éclairé des patients et / ou familles, échantillons ont été codés et anonymisés avant les tests génétiques Le sérogroupe de l’organisme infectant, l’issue de la maladie en termes de décès ou de survie, et l’âge du patient ont été enregistrés L’âge des patients variait de à ans, et% de patients étaient âgés ⩾ années Les échantillons ont été choisis au hasard dans la cohorte pour le génotypage SP-A / SP-D. Les volontaires sains âgés de plus de 20 ans étaient recrutés parmi le personnel et les étudiants des hôpitaux universitaires de Sheffield. La population témoin en bonne santé était plus âgée que la population carcérale; cependant, l’analyse des fréquences génotypiques de la collectine, MBL, dans les pays développés n’a révélé aucune différence significative dans la fréquence génotypique associée à l’âge Les comités d’éthique du Service de laboratoire de santé publique de l’Angleterre et du Pays de Galles La technique d’amorçage spécifique à la séquence de Pantelidis et al a été utilisée pour déterminer les génotypes Cette technique détermine l’identité des SNP aux points clés des gènes codant pour les acides aminés SP-A, ,, et, SP-A codant les acides aminés,,, et et SP-D codant les acides aminés et Les haplotypes de polymorphismes dans SP-A et SP-A distinguent les différents allèles SP-A, comme indiqué dans le tableau par convention, les allèles SP-A sont préfixés A, et les allèles SP-A sont préfixés A Analyse statistique Le logiciel HWDIAG a été utilisé pour déterminer si les SNP étaient en équilibre Hardy-Weinberg L’analyse des haplotypes a été réalisée en utilisant HPlus ich utilise une équation d’estimation pour déterminer la probabilité de diplotypes chez les individus hétérozygotes, suivie d’une analyse de régression logistique pour déterminer les ORs Tous les autres tests statistiques ont été effectués en utilisant le logiciel SPSS, les allèles SPSS SP-A ont été recodés effet récessif un homozygote pour l’allèle a un effet quantitatif différent de celui d’un hétérozygote pour l’allèle ou si l’allèle est absent et l’effet dominant hétérozygotie et homozygotie ont un effet égal différent de celui de l’absence de l’allèle Tous les effets ont été entrés simultanément en une analyse de régression logistique multivariée Les effets dominants et récessifs du SNP plus rare dans SP-A, SP-A ou SP-D sur la susceptibilité à la maladie ont été analysés de manière similaire. La régression logistique a été utilisée pour estimer l’influence de SP-A ou SP-D génotype sur le risque de décès dû à la méningococcie, avec l’âge inclus dans la logistique χ L’analyse a été utilisée pour la comparaison de l’allèle Fréquences e et SNP avec d’autres populations

Résultats

Génotypage Au total, les patients ont été génotypés pour les polymorphismes de tous les loci dans SP-A, et ont été génotypés pour les polymorphismes de tous les locus dans SP-A. Les données pour les polymorphismes SP-D aux acides aminés étaient disponibles pour les patients et aux groupe témoin, et les individus ont été typés avec succès pour toutes les positions dans SP-A et SP-A, respectivement, et ont été typés pour les deux positions dans SP-D. La fréquence des SNP dans SP-A et SP-D ne s’écartait pas significativement Les données de l’équilibre de Hardy Weinberg ne sont pas montrées, et les fréquences dans la population témoin ne sont pas significativement différentes de celles d’une population témoin britannique précédemment signalée. Cette étude précédente n’utilisait pas les SNP SP-A pour déterminer les fréquences des allèles SP-A; par conséquent, nous avons comparé nos sujets témoins avec d’autres populations européennes. La fréquence des allèles SP-A et SP-A dans notre population témoin était significativement différente des fréquences publiées pour d’autres grandes populations européennes témoins d’Allemagne et de Finlande P = et P & lt; pour SP-A chez les Allemands et les Finlandais, respectivement, par χ test; P = et P & lt; pour SP-A chez les Allemands et les Finlandais, respectivement, par χ test; ceci semble être le résultat d’une fréquence plus élevée de A SP-A et A SP-A dans la population britannique, comparée aux fréquences des Finlandais et des Allemands, respectivement les allèles SP-A Deux allèles de SP-A ont une association significative avec susceptibilité à la table de la méningococcie homozygotie pour A a été associée à un risque accru de maladie méningococcique OU; % IC, -, avec% de la population de patients homozygotes pour A, comparé à seulement% de la population témoin La fraction des cas attribuable à la population résultant de l’homozygotie A est%% IC,% -% Le transport de A n’était pas associé à risque de maladie modifié Un effet dominant de A était associé à un risque réduit de méningococcie OU; % IC, – Aucun allèle SP-A n’était significativement associé à la maladie

Vue de la table grandDétaillant protéine de SP-A allèles SP-A et maladie de MeningococcalTable View largeDownload slideSurfactant protéine allèles SP-A et la maladie de méningocoqueSNP analyse Nous avons ensuite analysé les SNP individuels dans SP-A et SP-D Des changements significatifs dans la susceptibilité à la maladie ont été observés. était dans SP-A à la table des codons Homozygotie pour le SNP rare à l’acide aminé AA, qui est situé dans le domaine de la reconnaissance des hydrates de carbone, a été associée à un risque accru de méningococcie OR; % IC, – Ce SNP rare se trouve dans l’allèle A Aucun effet significatif n’a été observé pour les SNP dans SP-A ou SP-D

Tableau View largeTélécharger la diapositiveNon-nucléotide polymorphismes SNP dans les protéines tensioactives SP-A et SP-D dans la maladie méningococciqueTable View largeTélécharger la diapositiveNon-nucléotide polymorphismes SNP dans les protéines tensioactives SP-A et SP-D dans la maladie méningococciqueHaplotype analyse de la susceptibilité de la maladie Nous avons constaté que la fréquence de A / A était plus élevé chez les patients% que chez les sujets témoins%; OU, ; % IC, – tableau Inversement, l’A / A était sous-représentée chez les patients, par rapport aux sujets témoins OR; % CI, –

Tableau View largeTélécharger la diapositiveSP-A / SP-A haplotypes chez les patients et les sujets témoinsTable View largeTélécharger la diapositiveSP-A / SP-A haplotypes chez les patients et les sujets témoinsLe locus SP-D n’est pas lié à SP-A et SP-A, et nous avons utilisé la même approche pour déterminer si un quelconque haplotype de SNP SP-D était associé à une sensibilité à la maladie. Nous avons trouvé qu’il n’y avait pas de différences significatives dans les fréquences d’haplotypes SP-D entre les patients et les sujets témoins. le manque de liaison de SP-D avec le locus SP-A, & gt; des haplotypes communs de SP-A, SP-A et SP-D ont été identifiés; cela limitait le nombre d’observations pour chaque haplotype. Par conséquent, l’analyse de ces haplotypes étendus a omis les SNP SP-A et SP-D et les décès dus à la méningococcie. Il y a eu des décès dans la cohorte génotypée. Nous avons trouvé qu’aucun allèle SP-A significativement associé à un risque de décès modifié L’analyse des SNP dans SP-A et SP-D a montré que le transport du SNP rare à l’acide aminé dans SP-A était associé à un risque accru de décès OU corrigé pour l’âge; % CI, –

Discussion

s sur la susceptibilité à la méningococcie Certains haplotypes SP-A / SP-A étaient associés à un risque altéré de maladie, mais ils étaient toujours liés à l’allèle SP-A présent. L’expression de SP-A semble se limiter aux voies respiratoires inférieures , alors que SP-A semble être exprimé plus généralement dans toutes les voies aériennes Cette étude a été menée en Angleterre et au Pays de Galles. Les fréquences des polymorphismes dans SP-A et SP-D diffèrent selon les populations ethniques mauvaise haleine. Il est également possible que les résultats de notre étude ne soient pas extrapolables à d’autres populations ethniques. Au Royaume-Uni, la majorité des patients sont atteints du sérogroupe B ou C , et les résultats peuvent ne pas être les mêmes dans les pays avec différents sérogroupes prédominants. sérogroupe A Le sérogroupe C et l’âge étaient significativement associés à une mortalité accrue dans une analyse antérieure de cette cohorte , mais en raison du faible nombre absolu de patients décédés dans l’analyse actuelle, nous Les rares acides aminés codant pour le SNP dans le SP-A sont situés dans le domaine de reconnaissance des glucides de la protéine et codent pour la lysine, alors que la glutamine est plus fréquente dans cette position. dans l’allèle SP-A le plus fréquent, A, qui est porté par>% de la population britannique, et il semblerait que la possession d’au moins un allèle codant la glutamine à l’acide aminé soit suffisante pour fournir une protection normale contre le méningocoque par le SP Un changement de système dans le domaine de reconnaissance des hydrates de carbone de SP-A pourrait conduire à des changements dans la reconnaissance des microbes Cependant, contrairement à la lectine liant le mannose, qui se lie aux méningocoques et peut activer le complément, SP-A ne se lie pas avidement. à méningocoques DLJ, données non publiées Par conséquent, la possibilité existe qu’il n’y a pas d’interaction directe entre SP-A et le méningocoque, et le génotype SP-A peut modifier d’autres facteurs importants dans la susceptibilité Il a été suggéré que SP-A peut contrôler l’inflammation en l’absence de micro-organismes en se liant via ses domaines de reconnaissance des hydrates de carbone pour signaler la protéine régulatrice inhibitrice α SIRPα sur les cellules lorsque la SP-A se lie aux microorganismes. Un changement dans le domaine de la reconnaissance des hydrates de carbone pourrait modifier la capacité de SP-A à se lier à SIRPα. Cela pourrait modifier la réponse inflammatoire au méningocoque lui-même ou à des facteurs environnementaux importants dans la modification de la susceptibilité à la méningococcie. La muqueuse nasopharyngée est importante pour déterminer la colonisation et l’invasion par N meningitidis Facteurs qui diminuent l’intégrité des muqueuses, comme le tabagisme , augmentent la susceptibilité aux infections méningococciquesAlternativement, les changements de SP-A pourraient entraîner des changements dans la manipulation des pathogènes des voies respiratoires supérieures. infections des voies respiratoires Les souris knock-out SP-A infectées par le virus influenza A présentent une réponse inflammatoire précoce plus importante et des dommages plus importants à l’épithélium des voies respiratoires que les souris saines Il est important de noter que la présence de lysine chez les humains a été associée à une infection par le virus respiratoire syncytial plus sévère La perturbation de l’homéostasie inflammatoire par le polymorphisme SP-A pourrait potentiellement entraîner des dommages accrus à l’épithélium nasopharyngé pendant ou après une infection légère des voies respiratoires supérieures, entraînant une susceptibilité accrue aux maladies méningococciques. Les polymorphismes génétiques dans le système IL et les polymorphismes du TNF ont également montré qu’ils influencent la sévérité de la méningococcie et que la MBL peut modifier les réponses inflammatoires aux méningocoques SP-A peut améliorer les réponses inflammatoires, mais des différences existent dans la capacité des produits géniques de différer alleles pour induire TNF-α de la lignée cellulaire de type monocyte, THP- Protéine codée par l’allèle A a une capacité inférieure à stimuler la libération précoce de TNF-a que la protéine codée par A, A ou A On considère généralement que la réponse bactéricide sérique est déterminante pour déterminer la susceptibilité à la méningococcie. Ainsi, les personnes dépourvues d’anticorps bactéricides spécifiques dépendent de l’immunité innée pour se protéger . montré qu’un polymorphisme dans le domaine de reconnaissance d’une protéine exprimée par la muqueuse est hautement significatif pour déterminer la susceptibilité à cette maladie Cela montre directement, pour la première fois, que la défense de la muqueuse humorale est importante dans l’immunité contre la méningococcie. à la réponse inflammatoire peut également expliquer pourquoi le même polymorphisme est également important dans la détermination de la survie des patients avec le di sonner

Remerciements

Nous remercions le Dr Kevin Walters du groupe de modélisation mathématique et d’épidémiologie génétique de l’école de médecine de l’Université de Sheffield pour ses conseils statistiques. Soutien financier à la Fondation Meningitis Research Foundation / à DLJ, RCR et NJK La collecte d’ADN par SCN de patients atteints de méningococcie a été soutenue par Meningitis Research Foundation Subvention de projet / Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: pas de conflits

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