Deciphering the genomic architecture of systemic sclerosis

Resumen

La esclerosis sistémica (SSc) es una enfermedad autoimmune reumática compleja, que presenta un fuerte componente genético y ambiental. Esta enfermedad está caracterizada por la presencia de fibrosis que puede afectar a la piel y a órganos internos, un fuerte daño vascular y una respuesta inmunológica alterada (incluyendo la presencia de auto-anticuerpos). Además, la SSc muestra un amplio rango de manifestaciones fenotípicas, así como características clínicas muy heterogéneas, lo que dificulta su correcto tratamiento. La presente tesis doctoral se centró en el estudio del componente genético subyacente a la SSc. Hasta el momento, se han identificado más de 25 loci asociados con la susceptibilidad a desarrollar SSc mediante los llamados estudios de asociación de genoma completo (GWAS). Sin embargo, la mayoría de estos estudios han sido realizados en población caucásica. Con el objetivo de conocer mejor las bases genéticas de la SSc en otras poblaciones, realizamos un GWAS en pacientes con SSc de origen iraní y turco, confirmando las asociaciones previamente descritas, tanto dentro de la región del antígeno leucocitario humano (HLA), mediante un estudio en profundidad de la misma, como fuera de dicha región, incluyendo IRF5-TNPO3 y NFKB1. Además, identificamos una asociación a nivel sugestivo del locus GOT1-NKX2.3, apuntando a NKX2.3 como un gen candidato potencial en SSc. También quisimos estudiar las bases genéticas compartidas entre la SSc y otras enfermedades inmunomediadas a través de un meta-análisis de datos de GWAS. Mediante esta estrategia, encontramos cuatro nuevos loci de susceptibilidad compartidos con la enfermedad de Crohn (STAT3, IRF1, IL12RB2 y ZBTB9-BAK1) e identificamos la ruta de señalizacion IL-12/IL-23 como una de las principales vías patogénicas comunes a ambas enfermedades. Además, se analizó el componente genético compartido entre cuatro enfermedades reumáticas seropositivas (SSc, artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico y miopatía inflamatoria idiopática), identificándose 26 loci de riesgo comunes a al menos dos enfermedades, de los cuales NAB1, DGKQ, KPNA4-ARL14, LIMK1 y PRR12 no se habian descrito previamente y destacando la señalización del interferón tipo I como una de las vías comunes de mayor relevancia entre estas cuatro enfermedades. Sin embargo, una de las principales limitaciones de los GWAS es la dificultad para identificar los genes, variantes, o tipos celulares causales del fenotipo con el que se asocian. Por ello, decidimos realizar estudios de genómica funcional, incluyendo el análisis de locus de carácter cuantitativo de expresión (eQTLs) y estudios de captura de conformación de la cromatina (promoter capture Hi-C, pCHi-C) con el fin de relacionar las variantes asociadas con susceptibilidad a desarrollar SSc con sus genes diana. A través de la integración de datos GWAS y de secuenciación de ARN, realizamos el primer análisis de eQTLs descrito en SSc, observando que más de la mitad de los eGenes detectados están asociados con los principales rasgos característicos de la SSc, destacando el papel fundamental del proceso de apoptosis. Por otro lado, los análisis de conformación de cromatina pCHi-C realizados en linfocitos T CD4+ y monocitos CD14+ de pacientes con SSc y controles sanos, revelaron la existencia de interacciones específicas de tipo celular entre loci asociados a la SSc y genes causales previamente confirmados, como es el caso de IRF8 en monocitos CD14+, y CD247 y STAT4 en linfocitos T CD4+, así como genes candidatos potenciales. Entre estos genes, destaca CXCR5, que juega un papel importante en la diferenciación de linfocitos T cooperadores foliculares y ha sido previamente vinculado con otras enfermedades autoinmunes. Por último, realizamos un análisis de reposicionamiento de fármacos en varios estudios incluidos en la presente tesis, gracias a los cuales se identificaron más de 20 genes con diana farmacológica que, actualmente, están siendo abordados en otras enfermedades inmunomediadas similares, lo que indica que estos fármacos podrían ser potencialmente útiles para el tratamiento de la SSc.