Polimorfismos rs7020673 (G/C) e rs10758593 (A/G) no gene GLIS3 estão associados com risco para diabetes mellitus tipo 1

Abstract

O diabetes mellitus tipo 1 (DM1) é uma doença multifatorial resultante da destruição autoimune das células-beta pancreáticas por linfócitos T e macrófagos. A autoimunidade contra as células-beta é causada pela complexa interação entre fatores de risco ambientais e genéticos. Entre os fatores genéticos, o locus HLA apresenta o maior impacto na suscetibilidade para o DM1. Polimorfismos de troca única (SNPs) em outros 50 genes apresentam um efeito menor no risco para o DM1; entretanto, a combinação de genótipos do locus HLA de classe II (DR/DQ) com SNPs nestes outros genes parece melhorar a predição da doença. Dessa forma, a identificação de novos SNPs associados ao DM1 poderá melhorar ainda mais a predição do DM1. O fator de transcrição GLI-similar 3 (GLIS3) pertence à subfamília das proteínas de dedo de zinco do tipo Kruppel (Kruppel-like zinc finger proteins) e é altamente expresso nas células-beta. Diversos estudos demonstram que GLIS3 tem um papel importante no desenvolvimento das células-beta e também na regulação da expressão do gene da insulina. Recentemente, estudos de varredura do genoma identificaram que o locus do gene GLIS3 está associado com DM1 e marcadores de função das células-beta. No entanto, poucos estudos avaliaram a associação de SNPs neste gene e o DM1 em diferentes populações. Considerando que estudos adicionais são necessários para replicar a associação de variantes no gene GLIS3 e o DM1, o objetivo do presente estudo foi investigar a associação entre os SNPs rs10758593 (A/G) e rs7020673 (G/C) no gene GLIS3 e o DM1 em uma população brasileira, ajustando para haplótipos HLA DR/DQ de alto risco para esta doença. As frequências dos polimorfismos rs7020673 e rs10758593 no gene GLIS3 foram analisadas em 503 pacientes com DM1 (casos) e 442 indivíduos não diabéticos (controles). Os haplótipos construídos a partir da combinação dos 2 SNPs de interesse no gene GLIS3 foram inferidos utilizando o programa Phase 2.1, o qual implementa uma estatística Bayesiana. Os haplótipos HLA DR/DQ de alto risco para o DM1 foram estimados a partir da combinação de 3 SNPs neste locus (rs3104413, rs2854275 e rs9273363), conforme validado em um estudo recente. SNPs no gene GLIS3 e do locus HLA DR/DQ foram genotipados usando-se a técnica de PCR em tempo real. As frequências genotípicas dos SNPs rs7020673 (G/C) e rs10758593 (A/G) estão em equilíbrio de Hardy-Weinberg nos controles e não diferiram significativamente entre os grupos de estudo. A frequência do alelo C do SNP rs7020673 foi 47,3% em pacientes com DM1 e 45,1% nos indivíduos não diabéticos (p= 0,365), enquanto o alelo A do SNP rs10758593 foi observado em 43,3% dos casos e 41,1% dos controles (p= 0,341). Foram observados 4 haplótipos formados pelos 2 SNPs avaliados nas amostras estudadas. Interessantemente, a presença de 3 alelos raros dos SNPs rs7020673 e rs10758593 nos haplótipos foi maior em casos do que controles (6,2% vs. 1,6%; p= 0,0001). Essa associação com risco para DM1 manteve-se após ajuste para os haplótipos HLA-DR/DQ de alto risco, idade e etnia (RC= 3,684, IC 95% 1,220 – 11,124). Além disso, níveis de hemoglobina glicada foram maiores em pacientes com DM1 com o genótipo A/A do SNP rs10758593 comparado a pacientes portadores do alelo G (p= 0,038). Em conclusão, os SNPs rs7020673 e rs10758593 no gene GLIS3 não parecem estar isoladamente associados ao DM1; porém, haplótipos contendo 3 alelos raros desses polimorfismos foram associados com risco para DM1, sugerindo que esses polimorfismos interagem na suscetibilidade para a doença. Além disso, o SNP rs10758593 parece estar associado a um pior controle glicêmico em pacientes com DM1 da nossa população.

Type 1 diabetes mellitus (T1DM) is a multifactorial disease resulting from an autoimmune destruction of pancreatic beta-cells by T lymphocytes and macrophages. Autoimmunity against beta-cells is caused by a complex interaction between environmental and genetic risk factors. Among genetic factors, HLA locus has shown to improve the greatest impact on susceptibility for T1DM. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in other 50 genes have minor effects on the risk for T1DM; however, the combination of HLA class II (DR/DQ) genotypes and SNPs in these other genes has been show to improve disease prediction. Therefore, the discovery of new SNPs associated with T1DM might improve T1DM prediction. The transcription factor Gli-similar 3 (GLIS3) is a member of the Krüppel-like zinc finger family, and is highly expressed in beta-cells. Several studies have demonstrated that GLIS3 has a key role in the development of beta-cells and also in the regulation of insulin gene expression. Recently, genome wide association studies identified GLIS3 as being associated with T1DM and markers of beta-cell function. Nevertheless, few studies evaluated the association of SNPs in this gene and T1DM in different populations. Taking into account that additional studies are needed to replicate the association of GLIS3 variants and T1DM, the aim of this study was to investigate the association of GLIS3 rs10758593 (A/G) and rs7020673 (G/C) SNPs in a Brazilian population, adjusting for T1DM high-risk HLA DR/DQ haplotypes. Frequencies of GLIS3 rs7020673 and rs10758593 SNPs were analyzed in 503 T1DM patients (cases) and 442 non-diabetic subjects (controls). Haplotypes constructed from the combination of these SNPs were inferred using Phase 2.1 program, which implements a Bayesian statistical method. T1DM high-risk HLA DR/DQ haplotypes were estimated from a combination of 3 SNPs in this locus (rs3104413, rs2854275 and rs9273363), as validated in a recent study. SNPs in GLIS3 gene and HLA DR/DQ locus were genotyped using Real-Time PCR. Genotype frequencies of rs7020673 (G/C) and rs10758593 (A/G) SNPs are in Hardy-Weinberg equilibrium in the control sample, and they did not differ significantly between analyzed groups. GLIS3 rs7020673C allele frequency was 47.3% in T1DM patients and 45.1% in non-diabetic subjects (P= 0.365), while the rs10758593A allele was observed in 43.3% of cases and 41.1% of controls (P= 0.341). Four haplotypes constituted by combination of the 2 analyzed SNPs were inferred in both samples. Interestingly, frequency of 3 minor alleles of rs7020673 and rs10758593 SNPs in haplotypes was higher in cases than controls (6.2% vs. 1.6%; P= 0.001). This association with T1DM risk remained after adjustment for high-risk HLA DR/DQ haplotypes, age, and ethnicity (OR= 3.684 95% CI 1.220 – 11.124). In addition, glycated hemoglobin levels were higher in T1DM patients with the rs10758593 A/A genotype compared with patients carrying the G allele (P= 0.038). In conclusion, the rs7020673 and rs10758593 SNPs in GLIS3 gene do not appear to be individually associated with T1DM; however, presence of 3 minor alleles of both SNPs was associated with T1DM risk, suggesting that these SNPs interact in the susceptibility to the disease. Moreover, the GLIS3 rs10758593 SNP seems to be associated with a worse glycemic control in T1DM patients from our population.