Projekt J3-2532

Bradikininski angioedem: novi biološki označevalci in genetska predizpozicija

Raziskovalni projekt ARIS
Evidenčna številka: J3-2532
Obdobje 1.9.2020 - 31.8.2023
Vodja: Doc. dr. Matija Rijavec, univ. dipl. mikr.
Raziskovalna dejavnost: Medicina/Reprodukcija človeka
Letni obseg: 0,23 FTE v 2020

Seznam sodelujočih raziskovalnih organizacij:  Univerzitetna klinika za pljučne bolezni in alergijo Golnik; Univerza v Ljubljani, Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo; Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta

Sestava projekte skupine.

Vsebinski opis projekta

Angioedem (AE) je stanje, za katerega je značilen nenaden pojav lokalizirane otekline podkožja ali sluznic. Nastane kot posledica vazodilatacije in povečane permeabilnosti žil. Klinična slika zajema otekanje obraza, vek, ustnic, grla, jezika, spolovil in gastrointestinalnega trakta. AE se pogosto pojavlja skupaj z urtikarijo oz. koprivnico. Če se ponavljajoč AE razvije brez izrazite urtikarije, ima tak bolnik izolirani/primarni AE. Po ocenah, naj bi bila prevalenca, da bo posameznik doživel vsaj en izolirani AE v življenju celo do 10 %.

V veliki meri (okrog 70 %) je bolezen posredovana z mediatorji mastocitov, kot je histamin (histaminergični AE, H-AE). Za zdravljenje se uporabljajo antihistaminiki in kortikosteroidi. V pomembnem deležu (okrog 30 %) pa je bolezen posredovana preko bradikinina (bradikininski angioedem, Bk-AE), na kar se osredotoča omenjeni projekt. Bk vpliva na vazodilatacijo in povečano propustnost kapilar. Motnje v uravnavanju metabolizma Bk vodijo do različnih vrst pridobljenih in dednih (hereditarnih) ponavljajočih se AE, ki se ne odzivajo na antihistaminike in kortikosteroide. Za zdravljenje se uporabljajo terapije, ki vplivajo na pot Bk.

Kar 50 % bolnikov z AE ima napačno postavljeno diagnozo. Največjo oviro predstavlja ravno razlikovanje med alergijskim (H-AE) in ne-alergijskim AE (Bk-AE). Pogosto poteče veliko časa od pojava simptomov do postavitve pravilne diagnoze. Če bolniki z AE niso zdravljeni, oziroma niso zdravljeni pravilno, so lahko otekanja pogosta, kar zelo poslabša kvaliteto življenja. Bolniki, so zaradi simptomov omejeni več tednov na leto, kar predstavlja tudi velik ekonomski problem. Najbolj zaskrbljujoč je AE grla, saj lahko napačno zdravljenje vodi do smrti zaradi zadušitve. Ker različne vrste AE, do katerih pride zaradi različnih vzrokov, zahtevajo drugačno zdravljenje, je postavitev pravilne diagnoze ključnega pomena za preprečitev nadaljnjega trpljenja teh bolnikov. Razlikovanje med Bk-AE od H-AE, ostaja najpomembnejši in zelo pogost problem, s katerim se zdravniki soočajo, med klinično obravnavo AE, saj je razlikovanje zelo omejeno zaradi pomanjkanja diagnostičnih testov. Diagnoza je zato pogosto postavljena z izključitvijo drugih, alternativnih diagnoz^, kar je, kot že omenjeno, povezano z napačno in zapoznelo postavitvijo diagnoze.

Projekt nam bo omogočil določiti klinično uporabne biološke označevalce za razlikovanje med Bk-AE in H-AE. Tako bomo lahko izbrali bolnike, katerim bo koristilo zdravljenje s tarčno terapijo, ki vpliva na pot Bk. Velik del projekta bo usmerjen k identifikaciji genetske predispozicije in dejavnikov, ki vplivajo na različno izražanje bolezni pri Bk-AE, kar nam bo pomagalo pri boljšem razumevanju osnovnih mehanizmov. S tem nam bo omogočeno boljše razumevanje in spremljanje bolnikov z AE.

V projektu bomo izvedli več med seboj povezanih aktivnosti, ki bodo razdeljene na različne konceptualno podobne dele (delovne pakete, WP). Zajemali bodo vključitev bolnikov in celovito klinično opredelitev, kateri bo sledilo odkrivanje in validacija klinično uporabnih bioloških označevalcev za razlikovanje med Bk-AE in H-AE (WP1 in WP2). To nam bo omogočilo izbrati bolnike, katerih tarčno zdravljenje vpliva na pot Bk. Velik del projekta bo usmerjen k identifikaciji genetskih dejavnikov oz. genetske predispozicije za Bk-AE (WP3 in WP4) ter dejavnikov, ki vplivajo na različno izražanje bolezni (WP5), z uporabo različnih dopolnjujočih se strategij in metod. Temu bo sledila tudi osnovna funkcionalna karakterizacija (WP6) novo identificiranih različic (v znanih s HAE povezanih genih in v novo odkritih genih). Končni cilj projekta je identifikacija biokemijskih označevalcev in genetske predispozicije, vključno z genetskimi dejavniki, ki vplivajo na izražanje Bk-AE, kar nam bo pomagalo pri boljšem razumevanju osnovnih mehanizmov bolezni. S tem pa nam bo omogočeno boljše spremljanje bolnikov z AE.

Časovnica projekta

	Leto 1												Leto 2												Leto 3
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
WP1	T1.1
					T1.2
WP2	T2.1
													T2.2											T2.2
WP3															T3.1
																				T3.2
WP4																			T4.1
																					T4.2
																															T4.3
WP5	T5.1
		T5.2
										T5.3
																															T5.4
WP6											T6.1
												T6.2																		T6.2

Faze projekta in njihova realizacija

Delovni paket (WP)	Naloge (T)	Mejniki in Rezultati	Razpored dela
WP1 Določitev klinično uporabnih biokemijskih označevalcev	T1.1 Vključitev dobro opredeljenih bolnikov z Bk-AE & H-AE	Vzorci približno 100 bolnikov, klinični in laboratorijski podatki	Klinika Golnik
	T1.2 Določitev stimulirane kalikreinske aktivnosti in cHMWK	Ovrednotenje klinične uporabnosti biokemičnih označevalcev	Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, UL, Klinika Golnik
WP2 Validacija biokemijskih označevalcev)	T2.1 Vključitev nove skupine dobro opredeljenih bolnikov z AE	Vzorci približno 300 bolnikov, klinični in laboratorijski podatki	Klinika Golnik
	T2.2 Določitev biokemijskih označevalcev	Ovrednotenje klinične uporabnosti biokemičnih označevalcev na veliki skupini bolnikov	Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo, UL, Klinika Golnik
WP3 Določitev genetskih dejavnikov v znanih genih povezanih s HAE	T3.1 WES na vzorcih bolnikov z Bk-AE	Izvedba WES pri izbranih bolnikih z Bk-AE (iz WP1 & WP2)	Klinika Golnik
	T3.2 Analiza WES za znane gene povezane s HAE	Rezultati WES Določitev vzročnih različic v znanih genih povezanih s HAE (SERPING1, F12, PLG, ANGPT1, KNG1)	Klinika Golnik
WP4 Iskanje novih genetskih dejavnikov odgovornih za HAE	T4.1 Vključitev bolnikov	Vzorci DNA, klinični in laboratorijski podatki, izbrane družine	Klinika Golnik
	T4.2 WES pri bolnikih z U-HAE	Rezultati WES Odkritje novih genetskih dejavnikov odgovornih za U-HAE	Klinika Golnik
	T4.3 Ponovna analiza WES (iz WP3)	Rezultati ponovne analize WES Potrditev novih vzročnih različic pri ostalih bolnikih z Bk-AE	Klinika Golnik
WP5 Identifikacija genetskih dejavnikov, ki vplivajo na različno izražanje bolezni	T5.1 Vključitev bolnikov	Vzorci biobanke DNA bolnikov s C1-INH-HAE (različna teža bolezni, asimptomatski)	Klinika Golnik
	T5.2 WES pri izbranih bolnikih z C1-INH-HAE	Rezultati WES Odkritje genetskih dejavnikov (različic/genov), ki vplivajo na težo in penetranco bolezni pri bolnikih s C1-INH-HAE	Klinika Golnik
	T5.3 Genotipizacija izbranih različic za celotni skupini bolnikov z C1-INH-HAE	Potrditev relevantnosti različic/genov, ), ki vplivajo na težo in penetranco bolezni na večji skupini bolnikov s (>150 bolnikov)	Klinika Golnik
	T5.4 Ponovna analiza WES (iz WP3)	Rezultati ponovne analize WES Potrditev genetskih dejavnikov (različic/genov), ki vplivajo na težo pri ostalih bolnikih z Bk-AE	Klinika Golnik
WP6 Biološka in funkcionalna analiza	T6.1 Bioinformatika	In silico napoved funkcionalnosti identificiranih variant/genov	Klinika Golnik, Medicinska fakulteta, UL
	T6.2 Funkcionalna analiza	Funkcionalna analiza različic (metoda odvisna od predvidenega vpliva različice na protein)	Klinika Golnik, Medicinska fakulteta, UL

Vmesno poročilo, 13.01.2023

Zaradi pandemije COVID-19 in zmanjšanega obsega izvajanja projekta predvsem v nosilni raziskovalni organizaciji, t.j. Univerzitetni kliniki za pljučne bolezni in alergijo Golnik, v letih 2020 in 2021 so se aktivnosti projekta zamaknile. Večina aktivnosti je še vedno v fazi zaključevanja in bodo
zaključene v letu 2023. Ker je vzorčenje bolnikov potekalo počasneje od pričakovanj, predvsem zaradi vplivov pandemije COVID-19, smo bomo k vzorčenju pozvali partnerje iz Jugovzhodne Evrope s katerimi že sodelujemo.

WP1 in WP2 Določitev in validacija klinično uporabnih bioloških označevalcev.

Meritve in optimizacija metode določanja stimulirane kalikreinske aktivnosti je v zaključnih fazah. Velik del WP1 in WP2 je bil posvečen ponovljivosti in standardizaciji meritev. Preliminarne ugotovitve smo predstavili na konferencah v obliki predavanj (tudi vabljenih) [1-4]. Omenjene konference smo izkoristili tudi za poziv k vključitvi bolnikov partnerjev s katerimi sodelujemo iz Jugovzhodne Evrope.

WP3 in WP4 Določitev genetskih dejavnikov v znanih genih povezanih s HAE in Iskanje novih genetskih dejavnikov odgovornih za HAE sta povezana sklopa
Končna izbira bolnikov z bk-AE in sekvenciranje celotnega eksoma je v teku. Preliminarne rezultate, ki nam bodo v pomoč pri odkrivanju novih genetskih dejavnikov za bk-AE in načrtovanju nadaljnjih aktivnosti, pričakujemo do maja 2023.
WP5 in WP6 Identifikacija genetskih dejavnikov, ki vplivajo na različno izražanje bolezni in biološka in funkcionalna analiza

Sklop WP5 je v zaključni fazi izvedbe. V omenjenem sklopu smo s pomočjo WES in sekvenciranja po Sangerju odkrili novo različico v genu CC2D2B, ki vpliva na pojav simptomov pri posameznikih s patogeno različico v genu SERPING1 pri bolnikih s C1-INH-HAE. Naši rezultati kažejo na možno vpletenost neprilizina v razvoj napadov angioedema [5-6].

V okviru omenjenega raziskovalnega projekta sta nastala tudi dva pregledna članka, s katerima smo problematiko in napredek na področju diagnostike in zdravljenja HAE želeli predstaviti širši javnosti [7-8].

Reference:

1. RIJAVEC, Matija. Advances in genetics and HAE diagnostics : Jesenski sestanek Alergološke in imunološke sekcije SZD, Ljubljana, 7. oktober 2021. [COBISS.SI-ID 80387843]
2. RIJAVEC, Matija. Dedni angioedem : Dermatološki vikend v Porotorožu, 15.-17. 10. 2021. [COBISS.SI-ID 81621251]
3. RIJAVEC, Matija. Dedni angioedem : 8. kongres otorinolaringologov SZD z mednarodno udeležbo, Bled, 15.-17. september 2022. [COBISS.SI-ID 122148867]
4. RIJAVEC, Matija. Napredek v genetiki in diagnostiki HAE : spletno strokovno srečanje Razvoj zdravljenja hereditarnega angioedema - od akutne terapije do sodobne profilakse, 25. 2. 2021. [COBISS.SI-ID 54589443]
5. RUPAR, Nina, ŠELB, Julij, KOŠNIK, Mitja, KOROŠEC, Peter, ZIDARN, Mihaela, ANDREJEVIĆ, Slađana, RIJAVEC, Matija. Variant in CC2D2B gene influences the appearance of symptoms in patients with hereditary angioedema due to C1 inhibitor deficiency. V: ZORC, Minja (ur.), DOVČ, Peter (ur.). Proceedings of Genetika 2022 : 9th Congress of the Genetic Society of Slovenia and [9th] meeting of the Slovenian Society for Human Genetics with international participation : Ljubljana, September 28-30, 2022. Ljubljana: Genetic Society of Slovenia, 2022. Str. 77. ISBN 978-961-93545-7-5. [COBISS.SI-ID 125341187]
6. RUPAR, Nina, ŠELB, Julij, KOŠNIK, Mitja, KOROŠEC, Peter, ZIDARN, Mihaela, ANDREJEVIĆ, Slađana, RIJAVEC, Matija. Novel genetic modifiers of the clinical phenotype in patients with hereditary angioedema due to C1 inhibitor deficiency. V: The twelve is --- : book of abstracts : 12th C1-Inhibitor Deficiency and Angioedema Workshop, virtual event, 3-6 June 2021 . [S. l.: s. n., 2021]. Str. 80. https://2021.haenetworkshop.hu/. [COBISS.SI-ID 68174083]
7. GERMENIS, Anastasios E., RIJAVEC, Matija, LOPES VERONEZ, Camila. Leveraging genetics for hereditary angioedema : a road map to precision medicine. Clinical reviews in allergy & immunology. Jun. 2021, vol. 60, iss. 3, str. 416-428, ilustr. ISSN 1559-0267. https://link.springer.com/article/10.1007/s12016-021-08836-7, DOI:10.1007/s12016-021-08836-7. [COBISS.SI-ID 49783043]
8. DROUET, Christian (avtor, korespondenčni avtor), LÓPEZ LERA, Alberto, GHANNAM, Arije, LÓPEZ-TRASCASA, Margarita, CICHON, Sven, PONARD, Denise, PARSOPOULOU, Faidra, GROMBIRIKOVA, Hana, FREIBERGER, Tomas, RIJAVEC, Matija, LOPES VERONEZ, Camila, PESQUERO, João Bosco, GERMENIS, Anastasios E. SERPING1 variants and C1-INH biological function : a close relationship with C1-INH-HAE. Frontiers in allergy. 31 Mar. 2022, vol. 3, str. 1-17, ilustr. ISSN 2673-6101. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/falgy.2022.835503/pdf, DOI: 10.3389/falgy.2022.835503. [COBISS.SI-ID 103075331]

Končno poročilo je v recenziji

Dodatne objave nastale po oddaji vmesnega poročila:

1. LYONS, Jonathan J., FARKAS, Henriette, GERMENIS, Anastasios E., RIJAVEC, Matija, SMITH, Tukisa D., VALENT, Peter. Genetic variants leading to urticaria and angioedema and associated biomarkers. The journal of allergy and clinical immunology. In practice. 2023, 11, 8, 2286-2301. ISSN 2213-2201. DOI: 10.1016/j.jaip.2023.05.031. [COBISS.SI-ID 159408899]
2. GERMENIS, Anastasios E., RIJAVEC, Matija, et al. International consensus on the use of genetics in the management of Hereditary Angioedema - The 2023 revision and update. V: HOHOL, Robert (ur.). 13th C1-inhibitor Deficiency & Angioedema Workshop : 4-7 May 2023, Budapest, Hungary. [COBISS.SI-ID 174606595]
3. RIJAVEC, Matija, DEBELJAK, Jerneja, et al. Hereditary Angioedema variant curation using a ClinGen framework. V: HOHOL, Robert (ur.). 13th C1-inhibitor Deficiency & Angioedema Workshop : 4-7 May 2023, Budapest, Hungary. [COBISS.SI-ID 174606083]
4. RIJAVEC, Matija. Posodobljene smernice za laboratorijsko potrjevanje HAE. V: KOŠNIK, Mitja (ur.). Spomladanski sestanek Alergosekcije. Ljubljana: Alergološka in imunološka sekcija SZD, 2023. ISBN 978-961-7092-47-9. [COBISS.SI-ID 162638083]
5. RIJAVEC, Matija, DEBELJAK, Jerneja, RUPAR, Nina, ŠELB, Julij, KOROŠEC, Peter. Targeted sequencing panel for the diagnosis of Hereditary Angioedema due to C1-inhibitor deficiency. V: HOHOL, Robert (ur.). 13th C1-inhibitor Deficiency & Angioedema Workshop: 4-7 May 2023, Budapest, Hungary. [COBISS.SI-ID 174606851]
6. DEBELJAK, Jerneja, RUPAR, Nina, ŠELB, Julij, KOROŠEC, Peter, RIJAVEC, Matija. Genetska analiza bolnikov s sumom na HAE- novost. V: KOŠNIK, Mitja (ur.). Spomladanski sestanek Alergosekcije. Ljubljana: Alergološka in imunološka sekcija SZD, 2023. ISBN 978-961-7092-47-9. [COBISS.SI-ID 162637827]
7. RUPAR, Nina, ŠELB, Julij, KOŠNIK, Mitja, KOROŠEC, Peter, ZIDARN, Mihaela, ANDREJEVIĆ, Slađana, RIJAVEC, Matija. Variant in CC2D2B gene influences the appearance of symptoms in patients with hereditary angioedema due to C1 inhibitor deficiency. V: ZORC, Minja (ur.), DOVČ, Peter (ur.). Proceedings of Genetika 2022, September 28-30, 2022. Ljubljana. ISBN 978-961-93545-7-5. [COBISS.SI-ID 125341187]