Complex disease genetics: present and future translational applications

A report on the British Atherosclerosis Society autumn meeting 'Genetics of Complex Diseases', Cambridge, UK, 17-18 September 2009

Genome-wide association analysis of susceptibility and clinical phenotype in multiple sclerosis

Multiple sclerosis (MS), a chronic disorder of the central nervous system and common cause of neurological disability in young adults, is characterized by moderate but complex risk heritability. Here we report the results of a genome-wide association study performed in a 1000 prospective case series of well-characterized individuals with MS and group-matched controls using the Sentrix® HumanHap550 BeadChip platform from Illumina. After stringent quality control data filtering, we compared allele frequencies for 551 642 SNPs in 978 cases and 883 controls and assessed genotypic influences on susceptibility, age of onset, disease severity, as well as brain lesion load and normalized brain volume from magnetic resonance imaging exams. A multi-analytical strategy identified 242 susceptibility SNPs exceeding established thresholds of significance, including 65 within the MHC locus in chromosome 6p21.3. Independent replication confirms a role for GPC5, a heparan sulfate proteoglycan, in disease risk. Gene ontology-based analysis shows a functional dichotomy between genes involved in the susceptibility pathway and those affecting the clinical phenotyp

Comparative analysis of genome-wide association studies signals for lipids, diabetes, and coronary heart disease: Cardiovascular Biomarker Genetics Collaboration

To evaluate the associations of emergent genome-wide-association study-derived coronary heart disease (CHD)-associated single nucleotide polymorphisms (SNPs) with established and emerging risk factors, and the association of genome-wide-association study-derived lipid-associated SNPs with other risk factors and CHD events

Eosinophilic esophagitis in children

Εosinophilic esophagitis in children Background: ΕοΕ is a disease with increasing incidence during the last decades, mainly affecting atopic individuals. Despite the current knowledge that it is an immune reaction to food or aeroallergens, still there are controversies regarding its pathogenicity. Limited previous data suggest that the expression of filaggrin (FLG) and periostin (POSTN) proteins may be dysregulated in the mucosa of patients with eosinophilic esophagitis (EoE), but the exact role of these candidate biomarkers remains poorly investigated. The aim was to study of clinical, endoscopic and histological findings in children with EoE and in those with gastroesophageal reflux (GER), as well as the expression of filaggrin and periostin on oesophageal tissue and their comparison between those two groups and controls (with normal oesophageal biopsy). Methods: A total of 61 prospectively collected cases, including 40 children with EoE and 21 children with gastroesophageal reflux disease (GERD), as well as a control group of 14 sex and age-matched healthy children, were enrolled. Patients with EoE were treated with skin testing-driven elimination diet and/or corticosteroids. The immunohisto-chemical expression of FLG and POSTN was evaluated in esophageal biopsies obtained from patients and controls. The immunohistochemistry results were correlated with EoE-related clinicopathological parameters, including severity of symptoms, maximum number of eosinophils (EOS) / high power microscopic field (HPF) and treatment data. Results: Clinical and endoscopic findings were more severe in EoE patients, as well as the number of eosinophils significantly increased. EoE patients were sensitized to food allergens in 90% of the cases, compared to 38.1% of those with GER. Sensitization to cow’s milk was more common in both groups, while in a high percentage were sensitized to 3 or more food allergens. Positive FLG and negative POSTN staining were observed in all esophageal biopsies from normal controls. In contrast, FLG and POSTN stained negative and positive, respectively, in all pretreatment biopsies obtained from patients with EoE, while FLG and POSTN stained positive in 57.1% and 95.2% of GER cases, respectively (p<0.001). A statistically significant decrease of the proportion of cases with negative FLG and positive POSTN staining was observed from the first (pre-treatment) to the second (post-treatment) biopsy in the subgroup of patients with EoE (p<0.001 in both correlations). Conclusions: Clinical and endoscopic findings were more severe in EoE patients compared to those of GER, as well as the number of eosinophils significantly increased. EoE patients were highly sensitized to food allergens. FLG and POSTN expression may be downregulated and upregulated, respectively, in the esophageal mucosa of patients with active EoE, and these changes may be restored with treatment in a significant percentage of patients. Confirmation of these findings in future prospective immunohistochemical and molecular studies is nevertheless warranted.Μελέτη της ηωσινοφιλικής οισοφαγίτιδας στα παιδιά Εισαγωγή: Η ΕοΕ αποτελεί σπάνιο νόσημα, αλλά με συνεχώς αυξανόμενη συχνότητα σε όλες τις ηλικίες. Παρά το γεγονός ότι παρατηρείται κατ’ εξοχήν σε άτομα με ατοπική προδιάθεση, εντούτοις, η ακριβής παθογένεια της νόσου παραμένει εν πολλοίς αδιευκρίνιστη, ενώ οι μελέτες στα παιδιά είναι περιορισμένες. Ο ακριβής ρόλος των δομικών πρωτεϊνών φιλαγκρίνης και περιοστίνης στην παθοφυσιολογία και εξέλιξη της νόσου καθώς και στην ανταπόκριση στη θεραπεία παραμένει όμως ασαφής. Σκοπός της μελέτης αυτής ήταν η διερεύνηση των κλινικών, ενδοσκοπικών και ιστολογικών ευρημάτων σε παιδιά με ΕοΕ και η σύγκρισή τους με τα αντίστοιχα παιδιών με ΓΟΠ που συχνά οι δύο νόσοι, έχουν παρόμοια κλινική εικόνα. Παράλληλα, μελετήθηκε η έκφραση της φιλαγκρίνης και περιοστίνης σε οισοφαγικές βιοψίες των δύο ομάδων και έγινε σύγκριση μεταξύ τους και με αυτή παιδιών με φυσιολογική βιοψία οισοφάγου που είχαν γαστροσκοπηθεί για τον έλεγχο κοιλιακών αλγών. Ασθενείς και μέθοδοι: Στην παρούσα προοπτική μελέτη συμπεριλήφθηκαν συνολικά 61 παιδιατρικοί ασθενείς (40 ασθενείς με ΕοΕ και 21 με ΓΟΠ/ΓΟΠΝ) και μια ομάδα ελέγχου με 14 υγιείς μάρτυρες. Έγινε αλλεργιολογικός έλεγχος μόνο στα παιδιά με ΕοΕ και ΓΟΠ. Οι ασθενείς με ΕοΕ αντιμετωπίσθηκαν θεραπευτικά με στοχευμένη δίαιτα αποφυγής (βασιζόμενη σε δερματικές δοκιμασίες έναντι τροφικών αλλεργιογόνων) και/ή κορτικοστεροειδή. Η έκφραση της φιλαγκρίνης και περιοστίνης μελετήθηκε με ανοσοϊστοχημικές μεθόδους σε οισοφαγικές βιοψίες ασθενών και μαρτύρων. Ακολούθησε συσχέτιση των αποτελεσμάτων της ανοσοϊστοχημείας με κλινικοπαθολογοανατομικές παραμέτρους, συμπεριλαμβανομένης της βαρύτητας των συμπτωμάτων, του μέγιστου αριθμού ηωσινοφίλων κατά οπτικό πεδίο υψηλής μεγέθυνσης και τη θεραπεία. Αποτελέσματα: Κύριο σύμπτωμα των παιδιών με ΕοΕ ήταν η δυσφαγία, η απώλεια ή στασιμότητα βάρους και η ενσφήνωση τροφής, ενώ στα παιδιά με ΓΟΠ επικρατούσαν οι έμετοι. Η τραχειοποίηση του οισοφάγου και οι επιμήκεις ραβδώσεις – διαβρώσεις ήταν χακτηριστικά ενδοσκοπικά ευρήματα των παιδιών με ΕοΕ. Διαπιστώθηκε υψηλό ποσοστό ευαισθητοποίησης σε τροφικά αντιγόνα στα παιδιά με ΕοΕ, σαφώς υψηλότερο συγκριτικά με το αντίστοιχο παιδιών με ΓΟΠ (περίπου 2,5 φορές περισσότερο). Και στις δύο ομάδες η συχνότερη ευαισθητοποίηση ήταν στο γάλα αγελάδος, ενώ περίπου 3 στα 4 παιδιά ήταν ευαισθητοποιημένα σε 3 ή περισσότερα τροφικά αντιγόνα. Ο μέσος αριθμός ηωσινοφίλων ήταν υψηλότερος στην ομάδα ασθενών με ΕoE στην πρώτη (πριν τη θεραπεία) βιοψία οισοφάγου σε σύγκριση με αυτόν στην ομάδα με ΓΟΠ, ενώ δεν ανευρέθησαν ηωσινόφιλα στις βιοψίες του οισοφαγικού βλεννογόνου των μαρτύρων. Στατιστικά σημαντική μείωση του μέσου αριθμού των ηωσινοφίλων από την πρώτη στη 2η βιοψία παρατηρήθηκε στο συνολικό δείγμα των ασθενών με ΕοΕ, καθώς επίσης και σε όλες τις υποομάδες, ανεξάρτητα από τη βαρύτητα των συμπτωμάτων και τη λήψη κορτικοειδών Η έκφραση της φιλαγκρίνης ήταν θετική και της περιοστίνης αρνητική σε όλες τις βιοψίες των υγιών μαρτύρων. Αντιθέτως, αρνητική και θετική χρώση φιλαγκρίνης και περιοστίνης, αντιστοίχως, παρατηρήθηκε σε όλες τις βιοψίες των ασθενών με ΕοΕ που ελήφθησαν προ θεραπείας, ενώ στην ομάδα ασθενών με ΓΟΠ θετική έκφραση φιλαγκρίνης και περιοστίνης παρατηρήθηκε στο 57.1% και 95.2% των περιπτώσεων, αντιστοίχως (p<0.001). Επιπρόσθετα, στην ομάδα των ασθενών με ΕοΕ παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική μείωση του ποσοστού των περιπτώσεων με αρνητική έκφραση φιλαγκρίνης και θετική έκφραση περιοστίνης, από την πρώτη (προ-θεραπείας) στη δεύτερη (μετά θεραπείας) βιοψία (p<0.001).Συμπέρασμα: Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν βαρύτερη κλινική και ενδοσκοπική εικόνα στα παιδιά με ΕοΕ και στατιστικά μεγαλύτερο αριθμό ηωσινοφίλων συγκριτικά με τη ΓΟΠ, καθώς επίσης, μειωμένη και αυξημένη έκφραση φιλαγκρίνης και περιοστίνης, αντιστοίχως, στον οισοφαγικό βλεννογόνο ασθενών με ενεργό ΕοΕ, και αποκατάσταση των μεταβολών αυτών, σε στατιστικά σημαντικό ποσοστό, μετά τη θεραπεία. Τα ευρήματα αυτά θα πρέπει βεβαίως να επιβεβαιωθούν σε μελλοντικές προοπτικές ανοσοϊστοχημικές και μοριακές μελέτες

Prospective study of placental angiogenic factors and maternal vascular function before and after preeclampsia and gestational hypertension.

BACKGROUND: Preeclampsia is a life-threatening pregnancy syndrome of uncertain origin. To elucidate the pathogenesis, we evaluated the temporal relationships between changes in vascular function and circulating biomarkers of angiogenic activity before and after the onset of preeclampsia and gestational hypertension. METHODS AND RESULTS: Maternal mean arterial pressure, uterine artery pulsatility index, brachial artery flow-mediated dilatation, and serum concentrations of placental growth factor (PlGF), soluble fms-like tyrosine kinase 1 (sFlt-1), and soluble endoglin were prospectively measured in 159 women from 10 weeks gestation until 12 weeks postpartum. At 10 to 17 weeks, women who developed preterm preeclampsia had lower serum PlGF (P=0.003), higher soluble endoglin (P=0.006), and higher sFlt-1:PlGF ratio (P=0.005) compared with women who later developed term preeclampsia, gestational hypertension, or normotensive pregnancy. At 10 to 17 weeks, mean arterial pressure inversely correlated with serum PlGF (r=-0.19, P=0.02); at 18 to 25 weeks, with soluble endoglin (r=0.18, P=0.02); and at 26 to 33 weeks, with sFlt-1 (r=0.28, P<0.001). At 23 to 25 weeks, uterine artery pulsatility index correlated with serum soluble endoglin (r=0.19, P=0.02) and sFlt-1 levels (r=0.17, P=0.03). Flow-mediated dilatation was higher during a pregnancy with gestational hypertension compared with preeclampsia (P=0.001). Twelve weeks postpartum, serum PlGF was higher in women who had a hypertensive pregnancy compared with a normotensive pregnancy (P<0.001). CONCLUSIONS: These observations support a role for placenta-derived angiogenic biomarkers in the control of maternal vascular resistance of preeclampsia. Gestational hypertension develops differently, with a hyperdynamic circulation and angiogenic biomarker profile similar to normotensive pregnancy. Larger studies of unselected women are needed to ascertain whether measures of these angiogenic biomarkers assist with the prediction and prognosis of preeclampsia and whether postpartum measures of serum PlGF have a role in predicting future cardiovascular disease