Advanced Genetic Investigations of Unexplained Hyperinsulinemic Hypoglycemia in Children with Atypical Pancreatic Histology or NI-PHHS

Annette Rønholt Larsen*

*Kontaktforfatter

Publikation: AfhandlingPh.d.-afhandling

Abstract

Medfødt hyperinsulinisme (CHI) er en sjælden sygdom, der rammer omkring 1:28.000-50.000 individer og som er karakteriseret ved en unormal høj insulinsekretion fra den endokrine bugspytkirtel som fører til hyperinsulinemisk hypoglykæmi (HH). Diagnose og behandling er afgørende for at undgå at børnene får hjerneskader eller dør som følge af hypoglykæmi. CHI er en heterogen sygdom med forskelligheder i forhold til genetik, histologi, klinisk præsentation og respons på behandling. Ved non-syndromal congenital hyperinsulisme (CHI) er beskrevet patogene DNA-mutationer i mindst 9 gener ABCC8, GCK, GLUD1, HADH, HK1, HNF1A, HNF4A, KCNJ11 og SLC16A, hyppigst i KATP-kanal generne ABCC8 og KCNJ11. Histologisk har CHI to hovedformer: 1) KATP-kanal diffus CHI-form med betacellehypertrofi med forstørrede kerner i hele bugspytkirtlen og 2) KATP-kanal fokal form med lokaliseret endokrin cellehyperplasi, hvilket fører til dannelsen af fokal adenomatøs hyperplasi. Mere sjældent er histologi beskrevet med mutationer i GCK og GLUD1. Atypisk histologi i ikke-syndromal CHI er i dette speciale defineret som non-KATP-kanal diffus CHI and ikke-KATP-kanal fokal CHI. Den atypiske histologi og genetik i ikke-syndromal CHI mangler endnu at blive fuldt ud karateriseret og er fokus hos fem patienter i denne afhandling. Senere i livet kan HH opstår som følge af et insulinom, insulinomatose eller ikke-insulinom-persistent hyperinsulinemisk hypoglykæmi (NI-PHHS). Derudover indgår en patient i denne thesis med histologi svarende til NI-PHHS, dog uden genetisk forklaring. Vi har anvendt en ny sekventeringsmetode og laser-capture microdissection (LCM) for at undersøge for mulige patogene varianter hos patienterne. At kunne bestemme genotype-histotype-fænotype-korrelationer er afgørende for at sikre, at familier med HH kan rådgives og tilbydes den bedst mulige behandling. Vigtigheden af at kunne identificere KATP-kanal fokal CHI-sygdommen er, at disse børn kan helbredes med kirurgi.

Artikel 1 er en gennemgang af publicerede litteratur over den forskning, der allerede er blevet udført inden for HH. Gennemgangen omfatter HH-tilstande med kendt histologi, nemlig KATP-kanal diffus CHI KATP-kanal fokal CHI, GCK-CHI, GDH-CHI, BWS-CHI, Morfologisk mosaicisme af pancreasøer, insulinom, insulinomatose og NI-PHHS med vægt på genotype-histotype-fænotypekorrelationerne.

I artikel 2 undersøgte vi fem histologiske atypiske CHI-patienter. Patienterne blev opereret med resektion af 30-85 % af bugspytkirtlen. Det histologiske billede viste diskrete forandringer, der var uforenelige med KATP-kanal diffus CHI og KATP-kanal fokal CHI,. Undersøgelsen havde til formål at belyse mulige patogene varianter med en nye gen panel sekventering og LCM-metode for at bestemme genotype-histotype-fænotype korrelationen. Mulige patogene varianter med heterozygot germline de novo eller lav grad af mosaik i HK1 intron 2 blev fundet hos tre af de fem patienter. Hos patient 3 blev én HK1 intron 2 variant kun fundet i de Langerhanske øer. Hos patient 4 blev en paternal heterozygot CACNA1D variant, klassificeret som sandsynlig patogen fundet. Vi kunne ikke finde nogen genetisk forklaring hos patient 5. Vi observerede antydninger af en genotype-histotype-fænotype korrelation hos patienterne, men yderligere undersøgelser er påkrævet. Resultaterne fra tre andre histologiske atypiske patienter fra tidligere studier, der ikke er nævnt i denne afhandling, vil også blive diskuteret i artikel 2.

Artikel 3 handler om en patient med symptomer på HH fra 9 års alderen. Insulinom blev ikke påvist. Patienten gennemgik en delvis pancreas resektion i en alder af 12 år og igen i en alder af 14 år, hvilket førte til remission af sygdommen. Undersøgelsen havde til formål at undersøge genetikken med en ny gen panel sekventering og LCM. Histologien viste forstørrede Langerhanske øer, i overensstemmelse med NI-PHHS. Vi kunne ikke finde nogen mulige patogene varianter i hverken hel-pancreasvæv eller i isolerede Langerhanske øer. Genotypen kunne ikke fastslås på trods af flere undersøgelser.

I artikel 4 gør vi opmærksom på en metodefejl forårsaget ved sekventering på to forskellige sekventeringsplatforme, henholdsvis NextSeq 500/550 og NovaSeq 6000. Da vi sekventerede DNA'et fra pancreasvævet fra vores patient fra artikel 3, identificerede vi en somatisk deletion og en punktmutation i RNF40, men på grund af den efterfølgende RNA-sekventering og analyse, som ikke viste nogen forskel i RNA-ekspression sammenlignet med kontrolprøven, var vi nødt til at sekventere DNA-prøven igen, dog på en nyere sekventeringsmaskine, Novaseq 6000. Vi kunne ikke replikere resultaterne fra NextSeq 500/550 sekventeringen. Vi tror, at grunden til dette kan være forårsaget af den længere paired-end baselængde ved brug af NovaSeq 6000 platformen som derved har bedre alignment til referencegenomet.
OriginalsprogEngelsk
Bevilgende institution
  • Syddansk Universitet
Vejledere/rådgivere
  • Christesen, Henrik B Thybo, Hovedvejleder
  • Detlefsen, Sönke, Bivejleder
  • Brusgaard, Klaus, Bivejleder
  • Andersen, Ditte Caroline, Bivejleder
Dato for forsvar3. maj 2024
Udgiver
DOI
StatusUdgivet - 14. mar. 2024

Note vedr. afhandling

Afhandlingen kan læses på SDUs bibliotek.

Fingeraftryk

Dyk ned i forskningsemnerne om 'Advanced Genetic Investigations of Unexplained Hyperinsulinemic Hypoglycemia in Children with Atypical Pancreatic Histology or NI-PHHS'. Sammen danner de et unikt fingeraftryk.

Citationsformater