| Přispěvatelé: |
University of Helsinki, Faculty of Medicine, Doctoral Program in Clinical Research, Helsingin yliopisto, lääketieteellinen tiedekunta, Kliininen tohtoriohjelma, Helsingfors universitet, medicinska fakulteten, Doktorandprogrammet i klinisk forskning, O'Toole, Edel, Hannula-Jouppi, Katariina, Kettunen, Kaisa |
| Popis: |
Hereditary palmoplantar keratodermas (PPK) represent a heterogeneous group of rare skin disorders with epidermal hyperkeratosis of the palms and soles, with, in some cases, additional manifestations in other tissues or organs. PPK can be divided into four different types according to the appearance of the hyperkeratosis: diffuse, focal, punctate and striate PPK. Mutations in at least 69 genes have been implicated in PPK, but further novel candidate genes and mutations remain to be found. In this study, the aim was to find out the underlying mutations of PPK in Finland, to find novel mutations causing PPK and to establish PPK phenotypes according to the mutations found with the use of Next-generation sequencing (NGS) methods such as gene panels and whole exome sequencing (WES). In the first part of this study, we identified three diffuse PPK patients with compound heterozygous and homozygous Secreted LY6/urokinase-type plasminogen activator receptor (uPAR)-related protein 1 gene (SLURP1) mutations. Mutations in SLURP1 cause the autosomal recessively inherited palmoplantar keratodermas (PPK) Mal de Meleda (MDM) and Gamborg-Nielsen (GN). We identified two new SLURP1 mutations and the phenotypes of the cases reported shared features of both MDM and GN PPK, thus verifying that the PPKs can be seen as a single entity with large phenotypic variability. In the second part of this study, we reported a homozygous serpin peptidase inhibitor, clade B (ovalbumin), member 7 (SERPINB7) mutation in three unrelated patients with a typical diffuse, mild Nagashima-type PPK (NPPK) phenotype. This mutation has not been previously reported in NPPK and this was the first report of NPPK in other than Japanese, Chinese or Korean populations. Thus, NPPK caused by SERPINB7 mutations can be said to be a more common type of PPK than previously thought. In addition, the mutation was found to be enriched in the Finnish population and can be said to be part of the Finnish disease heritage. In the third part of this study, we aimed to identify mutations underlying PPK in a cohort of 64 patients. Of the 64 patients, 32 had diffuse (50%), 19 focal (30%) and 13 punctate (20%) PPK. None had striate PPK. Pathogenic mutations in altogether five genes were identified in 31 of the 64 (48%) patients, the majority (22/31) with diffuse PPK. Of them, 11 had a mutation in Aquaporin 5 (AQP5), five in SERPINB7, four in Keratin 9 (KRT9) and two in SLURP1. Alpha- and gamma-adaptin-binding protein (AAGAB) mutations were found in nine punctate PPK patients. New mutations were identified in KRT9 and AAGAB. No pathogenic mutations were detected in focal PPK. Variants of uncertain significance (VUS) in PPK-associated and other genes linked to dermatological disorders were observed in 21 patients that might explain their PPK. No pathogenic mutations were found for 12 patients with focal or diffuse PPK. In the fourth part of this study, we identified a large multigenerational family with a novel Desmoplakin (DSP) mutation associated with autosomal dominant dilated cardiomyopathy (DCM) with arrhythmia susceptibility and focal PPK as an early external sign. The DSP mutation was found in nine affected family members, but not in the unaffected members. Onset of dermatological findings preceded cardiac symptoms, which were variable and occurred in adulthood. In conclusion, we identified pathogenic mutations in 48% of our PPK patients, mainly in five known PPK genes (AQP5, AAGAB, SERPINB7, KRT9 and SLURP1). We identified two new SLURP1 mutations causing PPK and concluded that the phenotypes of our patients with SLURP1 mutations shared the features of both MDM and GN PPK, thus verifying that these PPKs can be seen as a single entity with large phenotypic variability. We identified a novel homozygous SERPINB7 mutation and reported the first cases of NPPK in a non-Asian population. We also identified novel mutations in PPK caused by KRT9 and AAGAB, and discovered a novel DSP mutation causing PPK and cardiomyopathy. The use of NGS gene panels and WES to discover new causative mutations in PPK patients cast light on the molecular genetic variability behind PPKs and enable an accurate molecular genetic diagnosis for the PPK patients. Our findings emphasize the importance of genetic diagnosis in PPK patients in order to detect possible extracutaneous organ involvement and, thus, allow the appropriate multidisciplinary care and genetic counselling. Perinnölliset palmoplantaariset keratodermat (PPK) ovat heterogeeninen joukko perinnöllisiä ihosairauksia, joissa kämmenten ja jalkapohjien iho paksuuntuu poikkeavasti. Joskus oireita voi myös olla muissa kudoksissa tai elimissä. Paksuuntuminen voi kattaa kämmenet ja jalkapohjat kokonaan (diffuusi PPK) tai olla osittaista eli fokaalista, juostemaista tai pistemäistä. Ainakin 69 geeniä on yhdistetty aiheuttamaan perinnöllistä PPK:ta, mutta uusia mutaatiota ja uusia mahdollisia geenejä voidaan edelleen löytää PPK:n taustalta. Väitöskirjatutkimukseni tavoitteena oli selvittää perinnöllisen PPK:n geneettinen tausta Suomessa, tunnistaa uusia geenimuutoksia PPK:n taustalla sekä tarkentaa PPK:ta aiheuttavien mutaatioiden ja PPK:n ilmiasujen korrelaatioita uuden sukupolven sekvensointimenetelmillä kuten geenipaneeleilla ja eksomisekvensoinnilla. Tunnistimme Secreted LY6/urokinase-type plasminogen activator receptor (uPAR)-related protein 1 geenin (SLURP1) mutaatiot kolmella diffuusia PPK:ta sairastavalla potilaalla. SLURP1 -geenin mutaatiota on aiemmin kuvattu peittyvästi periytyvissä Mal de Meleda (MDM) ja Gamborg Nielsen (GN) tyyppisessä PPK:ssa. Löytämämme kaksi uutta mutaatiota lisäävät tietoa SLURP1 geenin toiminnasta ihon sairauksissa. Lisäksi potilaidemme PPK:n ilmiasut jakavat piirteitä MDM ja GN PPK:ista, mikä vahvistaa käsitystä, että nämä SLURP1 geenin aiheuttamat PPK:t voidaan nähdä yhtenä kokonaisuutena, jossa ilmiasu vaihtelee suuresti. Löysimme kolmelta diffuusia PPK:ta sairastavalta potilaalta aiemmin raportoimattoman Serpin peptidase inhibitor, clade B (ovalbumin), member 7 (SERPINB7) mutaation. Potilaiden ilmiasu sopi lieväksi, diffuusiksi Nagashima -tyyppiseksi PPK:ksi (NPPK), joka oli tätä aiemmin liitetty vain Japanin, Kiinan tai Korean väestöissä esiintyvään PPK:hon. Nyt NPPK ja SERPINB7 mutaatiot osoitettiin ajateltua yleisemmäksi PPK:n syyksi. Lisäksi löydetty SERPINB7 mutaatio osoittautui suomalaisiin rikastuneeksi ja suomalaiseen tautiperintöön kuuluvaksi. Raportoimme löydökset 64:llä PPK potilaalla. 64 potilaasta 32:lla (50%) oli diffuusi, 19 (30%) fokaalinen ja 13 (20%) potilaalla pistemäinen PPK. Kenelläkään PPK potilaalla ei ollut juostemaista PPK:ta. Löysimme 48% potilaista patogeeniset mutaatiot viidessä perinnölliseen PPK:n liitetyssä geenissä. Suurimmalla osalla (22/31) oli diffuusi PPK. Heistä yhdellätoista todettiin muutokset Aquaporin 5 (AQP5), viidellä SERPINB7, neljällä Keratin 9 (KRT9) ja kahdella SLURP1 -geeneissä. Alpha-and gamma-adaptin-binding protein (AAGAB) -mutaatioita havaittiin yhdeksällä pistemäistä PPK:ta sairastavalla potilaalla. Lisäksi raportoimme uusia mutaatiota KRT9 ja AAGAB geeneissä. Tautia aiheuttavia mutaatioita ei havaittu fokaalisista PPK:ta sairastavilla potilailla. Totesimme myös 21:llä PPK potilaalla potentiaalisia, vielä vahvistamattomia mutaatiota useisiin PPK:hin ja muihin ihotauteihin liitetyistä geeneistä. Nämä mutaatiot voivat selittää potilaiden PPK:n. Kahdelletoista fokaalista ja diffuusia PPK:ta sairastavalla potilaalle emme löytäneet geneettistä syytä PPK:n taustalta. Löysimme suuren monisukupolvisen perheen, jossa löytyi uusi heterozygoottinen desmoplakin -geenin (DSP) mutaatio, johon liittyy sydäntä laajentavaa sydänlihassairautta rytmihäiriöiden mahdollisuudella ja fokaalista PPK:ta ensioireena. Iho-oireet edelsivät sydänoireita, jotka olivat vaihtelevia ja ilmaantuivat aikuisiällä. Uuden sukupolven geenipaneeli- ja eksomisekvensointitutkimukset sekä tarkka molekyyligeneettinen diagnoosi on tärkeää PPK potilaille, jotta voimme antaa potilaille mahdollisimman hyvää kokonaisvaltaista, tarvittaessa moniammatillista hoitoa ja neuvontaa. Genominlaajuiset tutkimukset mahdollistavat myös uusien mutaatioiden löytymisen, jotka lisäävät tietoa PPK:n geneettisestä vaihtelusta. PPK:n geneettinen diagnoosi voi myös paljastaa mahdolliset muiden elinten oireet ja potilas voidaan ohjata ajoissa asiaan kuuluvaan hoitoon. |
