Análisis de ligamento y asociación para identificar marcadores genéticos de riesgo de colelitiasis y cáncer de vesícula biliar en Chile

Abstract

El cáncer de vesícula biliar (CVB) es un tumor maligno con una sobrevida de cinco años inferior al 15%. Mientras que en el mundo se presenta en menos de 2/100.000 individuos, en Chile las tasas de incidencia son superiores a 25 casos por cada 100.000 personas-años en mujeres y 9 casos por cada 100.000 personas-años en hombres. El CVB fue responsable de 1.316 muertes en 2015 (931 mujeres y 385 hombres). El conocimiento actual sobre los desencadenantes genéticos y ambientales de este tumor es muy limitado. La colelitiasis es considerada el principal factor de riesgo para el CVB. La existencia de un componente genético que predispone al desarrollo de estas patologías se sustenta en dos observaciones principales: (1) la amplia asociación de la etnia con la prevalencia de colelitiasis y CVB y (2) la agregación familiar observada para ambas enfermedades. A pesar del gran impacto sanitario de esta neoplasia en Chile y de la probable existencia de variantes genéticas de susceptibilidad, se han llevado a cabo pocos estudios y aún no se han identificado marcadores moleculares que permitan predecir el riesgo individual de desarrollar CVB y prevenir esta agresiva enfermedad en Chile. En este sentido, es necesario identificar marcadores de susceptibilidad del desarrollo de colelitiasis y CVB en población chilena. El objetivo final de esta tesis fue identificar variantes genéticas que se asocien con la colelitiasis y cáncer de vesícula biliar con agregación familiar, y con el riesgo de cáncer de vesícula biliar esporádico, aplicando una estrategia con tres pasos: (1) análisis de ligamiento genético en familias, (2) búsqueda de genes candidatos en las regiones de ligamiento utilizando anotaciones funcionales y (3) mapeo fino por asociación investigando los genotipos de casos y controles poblacionales. En total se investigaron los datos demográficos y genotípicos de 2.193 individuos: 48 individuos (6 casos de CVB, 15 pacientes colecistectomizados y 27 individuos no afectados) pertenecientes a 7 familias con múltiples casos de CVB; 183 pacientes con CVB esporádico y 1.962 controles poblacionales. El análisis de ligamiento no paramétrico identificó dos regiones candidatas que contenían un total de 128 genes: Chr9:105016960-115983216 con 95 genes, y Chr16:105444-5995388 con 33 genes. Mediante un análisis integrativo por anotación funcional se redujo la lista total a 30 genes potencialmente relevantes dentro de la etiopatogenia del CVB. El análisis de asociación en los genes candidatos reveló dos variantes asociadas con el riesgo de CVB esporádico: rs363717 (OR=1,84 95% IC 1,26-2,66) del gen ABCA1 y rs1558562 (OR=2,02 95% IC 1,4-2,95) del gen SEC14L5. Los resultados obtenidos sugieren que tanto la agregación familiar del CVB y la colelitiasis, como la susceptibilidad al CVB esporádico en chilenos está asociada al menos en parte, a variantes genéticas localizadas en ABCA1 y SEC14L5.

Gallbladder cancer (GBC) is a very aggressive tumor with a five-year survival rate under 15%. Worldwide GBC is considered a rare disease, but in Chile incidence rates amount to 25 cases per 100,000 person-years in women and 9 cases per 100,000 person-years in men. GBC caused 1.316 deaths in Chile in 2015 (931 women and 385 men). Current knowledge about the genetic and environmental triggers of this tumor is sparse. Gallstones disease is considered the main risk factor for CVB. Two observations support the important role of a genetic component that predisposes to these pathologies: (1) the broad association between ancestry and gallstones/GBC prevalence, and (2) the familial clustering observed for both diseases. However, genetic variants associated to GBC susceptibility in Chile have not yet been identified. Despite the large health impact of this cancer in Chile, few studies have been carried out in its population. In this sense, it is necessary to identify gallstones and GBC susceptibility markers in the Chilean population. The final objective of this thesis was to identify genetic variants associated with gallstones and GBC with familial clustering, and with the risk of sporadic GBC, through a three-step analysis: (1) genetic linkage analysis using parametric and non-parametric linkage methods in families with multiple GBC cases; (2) search for candidate genes through an integrative functional annotation analysis of the harbored genes in the identified linkage regions; and (3) fine-mapping by genetic association based on cases and population controls and using 1,028 variants distributed throughout the candidate regions. A total of 2,193 individuals were analyzed: 48 individuals (six cases of GBC, 15 cholecystectomized, 27 unaffected) belonging to 7 families with multiple GBC cases, 183 sporadic GBC patients and 1,962 population controls. Two candidate linkage regions were identified using non-parametric linkage analysis: Chr9: 105016960-115983216 and Chr16: 105444-5995388, which harbored 128 coding genes: 95 on chromosome 9 and 33 on chromosome 16. By functional annotation, the list was reduced to 30 genes potentially relevant for the disease etiopathogenesis. Candidate gene association analysis revealed two variants associated with sporadic GBC risk: ABCA1 rs363717 (OR = 1.84 95% CI 1.26-2.66) and SEC14L5 rs1558562 (OR = 2.02 95% CI 1.4-2.95). These results suggest that both GBC and gallstones with familial clustering, as well as sporadic GBC susceptibility in Chile, is associated at least in part with ABCA1 and SEC14L5 genetic variants.