Identificación de variantes genéticas poco frecuentes en Diabetes Mellitus tipo 2 mediante secuenciación masiva de amplicones

Abstract

La diabetes mellitus tipo 2 (DM2) es una epidemia global que afecta a más de 3,6 millones de adultos en España. Se trata de una enfermedad compleja en cuyo desarrollo están implicados tanto factores ambientales, como genéticos. Mediante diferentes estudios a nivel genómico se han identificado más de 120 loci relacionados con DM2, sin embargo se estima que el conjunto de las variantes identificadas explica aproximadamente un 10-15% de la heredabilidad. Hasta ahora, los estudios se han centrado en la búsqueda de variantes comunes, pero parte del componente genético podría deberse a variantes génicas funcionales poco frecuentes o raras. En el presente estudio se realizó la búsqueda de variantes poco frecuentes en una población de 1415 individuos (395 diabéticos y 829 controles) mediante secuenciación dirigida. Se secuenció un panel de 10 genes previamente relacionados con DM2 mediante secuenciación de exoma. Para ello se diseñaron los cebadores específicos y se pusieron a punto las condiciones de amplificación para la generación de librerías que permitieran la secuenciación de prácticamente todas las regiones de interés. Las muestras fueron secuenciadas mediante el sistema HiSeq de la plataforma Illumina y se realizó el análisis bioinformático y la anotación para la identificación de las variantes. Fueron genotipadas 372 variantes, 153 de las cuales superaron el filtro del 70% de individuos genotipados. Se estudió la posible relación de las variantes génicas analizadas con la DM2, así como los posibles mecanismos moleculares implicados. Se identificaron un gran número de variantes genéticas raras y poco frecuentes que podrían estar implicadas en riesgo o protección a DM2, siendo necesaria una validación posterior de estos resultados, así como experimentos funcionales que los confirme.

Type 2 diabetes mellitus (DM2) is a global epidemic affecting more than 3.6 million adults in Spain. It is a complex disease whose development involves both environmental factors such as genetic. Through different studies at the genomic level more than 120 loci related to DM2 have been identified, however it is estimated that the set of identified variants explains approximately only a 10%-15 of the heritability. So far, studies have focused on the search for common variants, but part of genetic component may be due to rare or low frequency functional variants. In the present study, low frequency variants were studied in 1415 individuals (395 diabetics and 829 controls) through targeted sequencing. A panel of 10 genes previously related to DM2 was sequenced by exome sequencing. To this end, the specific primers were designed and the amplification conditions were set up for the generation of libraries that allowed the sequencing of practically all the regions of interest. Samples were sequenced using the Illumina HiSeq system and bioinformatic analysis and annotation were performed to identify the variants. 372 variants were genotyped, surpassing 153 variants the filter of 70% of genotyped individuals. The relationship between identified gene variants with DM2 and the possible molecular mechanisms involved were studied. It was identified a large number of rare and low-frequency genetic variants that could be involved in risk or protection to DM2, requiring further validation of these results, as well as functional experiments that confirm them.