Genetic variants associated with ectopic calcifications

Amaro, Bruna da Conceição Correia Parreira

Publication

Genetic variants associated with ectopic calcifications

2018-05-04Doctoral thesis

datacite.subject.fos	Ciências Naturais::Outras Ciências Naturais	pt_PT
dc.contributor.advisor	Bruges-Armas, Jácome Ornelas
dc.contributor.advisor	Power, Deborah
dc.contributor.author	Amaro, Bruna da Conceição Correia Parreira
dc.date.accessioned	2018-09-17T11:15:39Z
dc.date.available	2018-09-17T11:15:39Z
dc.date.issued	2018-05-04
dc.date.submitted	2017
dc.description.abstract	Diffuse idiopathic skeletal hyperostosis (DISH) is a common skeletal disorder characterized by the presence of new bone formation in ligaments and entheses. DISH can co-exist with Chondrocalcinosis (CC) and it has been suggested that both diseases share the same pathogenic mechanism. To date, two genes, COL6A1 and FGF2, have been shown to have a weak positive association with DISH susceptibility. The main objective of this thesis was to investigate the genetic basis of the DISH/CC disease, making use of Next Generation Sequencing technology, association and expression studies, in a group of DISH/CC samples from the Azores biobank. Two regulatory variants in the RSPO4 gene were significantly more frequent in controls than in DISH/CC patients. These may protect against the DISH/CC phenotype, possibly by altering gene expression of the RSPO4 gene. Using whole exome sequencing we identified a significant association between the DISH/CC disease and a genetic variant in BMP4 (rs17563), a gene involved in endochondral bone formation. Another of the candidate genes associated with DISH/CC was ABCC6 that is of relevance in ectopic calcification disorders. Although inconclusive, the expression studies performed in human cartilage tissue indicated overexpression of ABCC6 in DISH and CC patients relative to the controls, raising the hypothesis that this gene may be involved in calcium pyrophosphate formation in DISH and CC. A comparative approach using teleosts revealed that the abcc6 gene is expressed in skin but was not associated with ectopic calcification of the scales. Furthermore, comparative genomics revealed the abcc6 has only been retained in the genome of bony vertebrates. In summary, I identify for the first time potential gene variants that protect (RSPO4) or predispose (BMP4) to DISH/CC. The relevance of the ABCC6 gene in this phenotype remains to be proven. It is unlikely that one major gene is responsible for DISH/CC and instead it appears to be a polygenic disease.	pt_PT
dc.description.abstract	A hiperostose idiopática difusa do esqueleto (DISH) é uma doença musculoesquelética comum caracterizada pela formação óssea de novo em ligamentos e enteses. A DISH pode coexistir com a condrocalcinose e por isso tem sido sugerido que ambas partilham o mesmo mecanismo patogénico. COL6A1 e FGF2 são os dois genes de suscetibilidade conhecidos com uma ligação genética fraca à DISH. O objetivo principal desta tese foi investigar a genética da DISH/CC, utilizando a sequenciação de nova geração e estudos de associação e expressão, num grupo de amostras de doentes com DISH/CC do AZORBIO. Duas variantes na região reguladora do gene RSPO4 são significativamente mais frequentes nos controlos do que nos doentes DISH/CC. Estas variantes podem afetar a expressão do gene, conferindo proteção à doença. Utilizando a sequenciação exómica identificamos uma associação significativa entre a DISH/CC e a variante genética rs17563 no gene BMP4, um gene diretamente envolvido na formação óssea endocondral. Outro gene candidato estudado foi o ABCC6, que parece ser relevante em doenças caracterizadas por calcificações ectópicas. Embora inconclusivos, os estudos de expressão em tecidos de cartilagem humana mostraram que o gene ABCC6 apresenta expressão superior nos doentes DISH e CC em relação a um doente controlo, levantando a hipótese de que este aumento de expressão poderá estar envolvido com a deposição de cristais de pirofosfato de cálcio nestes doentes. Uma abordagem comparativa utilizando teleósteos revelou que o gene abcc6 está expresso na pele dos peixes, mas não está associado com a calcificação ectópica das escamas. Além disso, nos resultados da genómica comparativa o gene abcc6 só foi encontrado no genoma de vertebrados ósseos, indicando que este gene poderá estar envolvido em inovações específicas dos vertebrados. Concluindo, foi identificado pela primeira vez potenciais variantes genéticas que protegem (RSPO4) ou predispõem (BMP4) à DISH/CC. A relevância do gene ABCC6 neste fenótipo necessita de ser provada. É pouco provável que um único gene esteja envolvido no aparecimento de DISH/CC, e por isso a doença parece ser poligénica.	pt_PT
dc.description.sponsorship	O trabalho foi co-financiado pelo Fundo Regional da Ciência e Tecnologia dos Açores através do projeto M3.1.2/F/023/2011	pt_PT
dc.identifier.tid	101403917	pt_PT
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10400.1/10816
dc.language.iso	eng	pt_PT
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/	pt_PT
dc.subject	Condrocalcinose	pt_PT
dc.subject	DISH	pt_PT
dc.subject	WES	pt_PT
dc.subject	BMP4	pt_PT
dc.subject	ABCC6	pt_PT
dc.subject	RSPO4	pt_PT
dc.title	Genetic variants associated with ectopic calcifications	pt_PT
dc.type	doctoral thesis
dspace.entity.type	Publication
oaire.awardURI	info:eu-repo/grantAgreement/FCT/5876/UID%2FMulti%2F04326%2F2013/PT
oaire.fundingStream	5876
project.funder.identifier	http://doi.org/10.13039/501100001871
project.funder.name	Fundação para a Ciência e a Tecnologia
rcaap.rights	openAccess	pt_PT
rcaap.type	doctoralThesis	pt_PT
relation.isProjectOfPublication	868b4818-3efa-4edb-9202-c464d64fd38f
relation.isProjectOfPublication.latestForDiscovery	868b4818-3efa-4edb-9202-c464d64fd38f
thesis.degree.grantor	Universidade do Algarve. Faculdade de Ciências e Tecnologia
thesis.degree.level	Doutor
thesis.degree.name	Doutoramento em Ciências Biotecnológicas (Biotecnologia Molecular)	pt_PT