Paediatr Croat. 2019; 63 (Supl 1): 69-74 Pregled Review ULOGA GENA SUSTAVA HLA U ENDOKRINIM BOLESTIMA I ŠEĆERNOJ BOLESTI TIPA 1 ZORANA GRUBIĆ* Autoimune bolesti štitnjače i šećerna bolest tipa 1 su česte bolesti koje nastaju kao posljedica učinka brojnih gena i faktora okoliša. Populacijska istraživanja su pokazala da glavni sustav tkivne podudarnosti (sustav HLA) ima važnu ulogu u etiopatogenezi ovih bolesti. U ovom radu prikazan je presjek dosadašnjih spoznaja o povezanosti gena HLA s navedenim bolestima u različitim populacijama svijeta. Deskriptori: GENI HLA, ŠEĆERNA BOLEST TIP 1, T1D, AUTOIMUNE BOLESTI ŠTITNJAČE, ATID Autoimune endokrine bolesti su organ-specifične bolesti kod kojih su endokrine žlijezde ciljni organi imunološkog odgovora. Najčešće su šećerna bolest tipa 1 (engl. Type 1 Diabetes, T1D) i autoimune bolesti štitnjače (engl. Autoimmune Thyroid Disease, AITD). Obje bolesti karakterizira infiltracija limfocita T i lučenje autoantitijela usmjerenih protiv ciljnog organa (β-stanica Langerhansovih otočića gušterače, odnosno štitnjače) što dovodi do njihova oštećenja i prestanka njihove funkcije. U slučaju kada su u iste osobe prisutni i DMT1 i AITD riječ je o autoimunom poliglandularom sindromu tip 3 (engl. Autoimmune Polyglandular Syndrome type 3 variant, APS3v). Dva glavna oblika AITD su Hashimotov sindrom (engl. Hashimoto Thyroiditis, HT) i Gravesova bolest (engl. Graves Disease, GD). *Odjel za tipizaciju tkiva, Klinički zavod za transfuzijsku medicinu i transplantacijsku biologiju, KBC Zagreb Adresa za dopisivanje: Prof. dr. sc. Zorana Grubić Odjel za tipizaciju tkiva, Klinički zavod za transfuzijsku medicinu i transplantacijsku biologiju, KBC Zagreb 10000 Zagreb, Kišpatićeva 12 E-mail: zgrubic@kbc-zagreb.hr Dosadašnja istraživanja provedena među jednojajčanim blizancima pokazala su da vjerojatnost oboljevanja oba blizanca od T1D iznosi 65%, odnosno, ako je samo jedan blizanac bolestan postoji velika vjerojatnost da će i drugi oboljeti prije 60-e godine života (1). Također, u istraživanjima koja su obuhvatila prospektivno dugotrajno praćenje bolesnika i njihovih blizanaca utvrđeno je prisustvo autoantitijela i propadanje Langerhansovih otočića, unatoč početnim razlikama u pojavi i razvoju bolesti (2). Sadašnjim spoznajama o ulozi genetskih faktora u podložnosti za T1D uvelike su doprinijela cjelogenomska istraživanja povezanosti (engl. Genome- Wide Association Studies, GWAS) koja su analizirala biljege uzduž cijelog genoma s ciljem da utvrde postojanje značajnih razlika u raspodjeli alela među ispitivanim grupama (3). Identificirano je više od 60 lokusa povezanih s T1D, među kojima najveći rizik (~50%) otpada na gene koji sudjeluju u imunološkom odgovoru i to osobito na gene HLA (engl. Human Leukocyte Antigen). Glavni sustav tkivne podudarnosti (engl. Major Histocompatibility Complex, MHC), u ljudi nazvan sustav HLA, smješten je na kraćem kraku kromosoma 6 (6p21.3) i zauzima približno 4 milijuna parova baza (4, 5). Treba istaknuti da je regija HLA posebna zbog nekoliko svojstava. Prvo, unutar regije otkriveno je više od 250 gena od kojih približno 40% ima ulogu u imunološkim reakcijama. Drugo, regija kodira veliki broj izrazito polimorfnih gena, a za neke od njih poznato je više od tisuću različitih alela. Smatra se da upravo velika raznovrsnost alela i heterozigota doprinosi boljem preživljavanju i obrani organizma od infekcija i raznih patogena. Treće, veliki polimorfizam alela i haplotipova HLA povezan je s više od 100 raznih bolesti, uglavnom autoimune prirode. Četvrto, zbog snažne neravnoteže udruživanja alela HLA, duž cijele regije, postoji ograničen broj haplotipova HLA. Unutar regije HLA najviše i najduže istraživani su klasični geni HLA razreda I (HLA-A, HLA-B i HLA-C) i klasični geni HLA razreda II (HLA-DRB1, HLA-DQA1, HLA-DQB1, HLA-DPA1 i HLA-DPB1). Osim velikog broja različitih gena HLA, danas je poznato i više od 19.000 različitih varijanti gena HLA, alela HLA (Slika 1), pri čemu se neprekidno otkrivaju novi aleli HLA, tako da to sigurno nije konačan broj (6). Međutim, treba reći da je veliki broj poznatih alela HLA (približno 90%) uočen samo jednom ili dva puta u populacijama širom svijeta (7, 8). Istraživanja povezanosti sustava HLA s T1D stara su više od 40 godina jer je još davne 1973. godine uočena pove- 69
Slika 1. Broj do sada otkrivenih alela na klasičnim lokusima HLA (baza IMGT/HLA, verzija 3.34; listopad, 2018. godine) (6) ćana učestalost antigena HL-A8 (danas poznat kao antigen HLA-B8, odnosno alel B*08:01) i antigena HL-W15 (danas poznat kao antigen HLA-B62, odnosno alel B*15:01) među bolesnicima s T1D u usporedbi s kontrolom (9). Potrebno je istaknuti da su geni HLA povezani s patogenezom brojnih autoimunih bolesti kao što su multipla skleroza (MS), reumatoidni artritis (RA), celijakija (CD), i mnoge druge (10). Međutim, molekularno razumijevanje načina na koji geni HLA doprinose razvoju T1D nije do kraja razjašnjeno. Razlog tomu je ne samo veliki broj alela HLA i njihova raspodjela u različitim populacijama u svijetu već i neravnoteža udruživanja (engl. linkage disequilibrium, LD) među alelima HLA. Pojam LD podrazumijeva pojavu da se aleli bliskih lokusa HLA javljaju češće u zajedničkom haplotipu HLA, nego što bi bilo za očekivati na temelju njihovih pojedinačnih učestalosti (npr. A*01:01~B*08:01, B*35:01~C*04:01, DRB1*03:01~DQB1*02:01; DQA1*03:01~DQB1*03:02). Upravo je snažan LD između pojedinih alela HLA jedan od glavnih problema u istraživanjima povezanosti gena HLA i bolesti jer je teško otkriti glavni gen HLA povezan s određenom bolesti. Na temelju dosadašnjih radova većina autoimunih bolesti povezana je s genima HLA razreda II. Jedno od objašnjenja povezanosti gena HLA i T1D, odnosno drugih autoimunih bolesti, leži u ulozi molekula HLA u imunološkoj reakciji. Naime, molekule HLA prezentiraju unutarstanične peptide (HLA razred I), odnosno izvanstanične peptide (HLA razred II) citotoksičnim limfocitima T (CD8+), odnosno pomoćničkim limfocitima T (CD4+) koji prepoznaju i reagiraju na antigen (peptid) koji im je prezentiraju molekule HLA (11). Klasične molekule HLA razreda I građene su od teškog glikoproteinskog α lanca (tri domene α1, α2 i α3) koji je udružen s lakim lancem (β2 mikroglobulin) i vežu peptid dužine 7-12 aminokiselina unutar pukotine koju tvore domene α1 i α2 (Slika 2). Klasične molekule HLA razreda II. su heterodimeri građeni od dvaju lanaca (α i β) približno jednake težine, a pukotina koju čine domene α1 i β1 ima, za razliku od pukotine molekule HLA razreda I, otvorene krajeve te se stoga u nju mogu vezati duži peptidi (7-20 aminokiselina). Osim po građi, molekule HLA razreda I i razreda II razlikuju se i s obzirom na prisustvo na staničnim membranama. Molekule HLA razreda I prisutne su na površini svih stanica dok su molekule HLA razreda II obično prisutne samo na antigen predočnim stanicama, stanicama Langerhansovih otočića, makrofazima, limfocitima B, dendritičkim stanicama te aktiviranim limfocitima T (12). Poznato je da različiti aleli HLA imaju različit afinitet za peptide iz autoantigena. Naime, pojedini alel HLA sposoban je vezati određeni repertoar različitih peptida. Jednom vezani peptidi prezentiraju se i prepoznaju putem Molekula HLA razreda I građena je od teškog (α lanca) i lakog lanca (β2 mikroglobulin). Teški lanac ima tri domene (α1, α2 i α3) od kojih domene (α1 i α2) formiraju pukotinu za vezanje peptida. Molekula HLA razreda II građena je od težeg (α) lanca i lakšeg (β) lanca. Oba lanca su građena od po dvije domene, a pukotinu za vezanje peptida formiraju α1 i β1 domene. Slika 2. Shematski prikaz građe molekule HLA razreda I i razreda II 70
T stanični receptor (TCR) prepoznaje izvanstanični peptid smješten unutar pukotine molekule HLA razreda II i time pokreće imunološku reakciju. Slika 3. Shematski prikaz vezanja limfocita na molekulu HLA razreda II unutar koje se nalazi izvanstanični peptid. receptora limfocita T na stanicama koje su izbjegle toleranciju (13). To znači da specifične molekule HLA-DR (kodirane genima HLA-DRB1) u svoju pukotinu za vezanje peptida mogu dopustiti vezanje autoantigenskog peptida te ga dalje prezentiraju limfocitima T (Slika 3). Istovremeno, druge molekule HLA-DR ne mogu vezati taj isti autoantigenski peptid (14). Dosadašnja su istraživanja pokazala da je regija u kojoj su smješteni geni HLA-DR i -DQ snažno povezana s podložnošću za T1D, a u studiji koju je objavio Erlich sa suradnicima uočeno je da su haplotipovi HLA-DR4~DQ8 ili HLA-DR3~DQ2 prisutni u približno 90% bolesnika s T1D (15). Autori također nalaze da kombinacija alela HLA- DQA1*03:01~DQB1*03:02 dovodi do jedanaest puta većeg rizika za razvoj T1D u usporedbi s osobama koje nemaju tu kombinaciju. Naprotiv, prisustvo alela HLA-DQB1*06:02 ima zaštitni učinak (OD=0,03) za razvoj T1D. Početni rezultati istraživanja o ulozi gena HLA- DPB1 u genetskoj podlozi za T1D bili su proturječni, međutim nekoliko zasebnih grupa autora došlo je do zaključka o povezanosti HLA-DPB1 i bolesti, ali ne neovisno već u kombinaciji s već poznatom povezanošću s kombinacijom HLA- DQ~DR (16-18). Rad Noble i suradnika iz 2000. godine ukazivao je na povezanost alela HLA-DPB1*03:01 s T1D među bolesnicima pozitivnim za genotip HLA- DQ2~DR3/DQ8~DR4 (18). Nasuprot tomu, istraživanje koje je uključilo obitelji iz Velike Britanije i sa Sardinije govori o zaštitnoj ulozi alela HLA-DPB1*04:02 među bolesnicima koji nemaju haplotip HLA-DQ8~DR4, što ih je navelo na zaključak da je doprinos alela HLA-DPB1 u predispoziciji za T1D mali, ali neovisan o drugim genima HLA razreda II (16). Ista grupa autora, kao i grupa autora koja je analizirala bolesnike iz pet različitih zemalja (Francuska, Danska, Švedska, Norveška, Velika Britanija) za alel HLA-DPB1*02:02 utvrdila je da je povezan s visokim rizikom za T1D, ali samo ako je prisutan na haplotipu HLA- DR3~B18 (tzv. haplotip 18.2AH). Uočili su također i slabu povezanost alela HLA- DPB1*03:01 s T1D (16, 19). Zaključak je autora da su ti aleli vjerojatno biljeg za druge gene HLA koji su povezani s T1D (17). Rezultati istraživanja prikazani u radu Zunec i suradnika koje je provedeno tijekom devedesetih među bolesnicima s T1D iz Hrvatske pokazali su da su genotipovi: HLA-DRB1*03:01~DQA1*0 5:01~DQB1*02:01/DRB1*04:01~DQA1 *03:01~DQB1*03:02 i HLA-DRB1*03:0 1~DQA1*05:01~DQB1*02:01/DRB1*16: 01~DQA1*01:02~DQB1*05:02 podložni za razvoj T1D (20). Studija provedena 2005. godine otkrila je da su i aleli HLA razreda I (B*18:01, B*39:06, B*44:03, C*03:03, C*08:02 i C*16:01) podložni za razvoj T1D. Svi navedeni aleli HLA razreda I (osim alela B*44:03) pokazivali su povezanost i nakon što su provedene i LD analize kojima su bili obuhvaćeni haplotipovi HLA-DRB1~DQB1, povezani s T1D (21, 22). Zaključci istraživanja bili su da je alel HLA-B*38:01 zaštitan u haplotipu HLA-DRB1*04:01~DQB1*03:02, a da su aleli HLA-C*07:01 i -C*07:02 u haplotipu HLA-DRB1*04:04~DQB1*03:02, kao i alel HLA-B*39:06 u haplotipu HLA-DRB1*08:01~DQB1*04:02 podložni za razvoj T1D I analiza koja je uključila približno 1700 bolesnika uglavnom evropskog porijekla potvrdila je podložnost alela HLA-B*39:06 za nastanak T1D, a za alel HLA-B*57:01 pokazala je da ima snažan zaštitni učinak i nakon analiza koje su uključile LD s alelima lokusa HLA razreda II (23). U radu Mikk-a i suradnika sugerira se čak da alel HLA-B*39:06 može značajno doprinijeti prognozi T1D, osobito kod bolesnika s haplotipom HLA-DRB1*04:04~DQ A1*03:01~DQB1*03:02, ali i da je neophodno uzeti u obzir vrijednost LD-a kad se govori o ulozi pojedinih alela HLA u nastanku T1D (24). Treba istaknuti da je za alele HLA razreda II. utvrđeno da utječu na pojavu T1D u različitim populacijama bez obzira što za neke od tih alela postoji razlika u učestalostima između pojedinih populacija (18). Međutim, ako se usporede populacije evropskog s onima afričkog porijekla razlike postoje pa je tako npr. haplotip HLA-DRB1*07:01~. DQA1*03:01~DQB1*02:02 uočen s povećanom učestalošću među bolesnicima s T1D afričkog porijekla što govori u prilog njegovoj podložnosti za bolest dok je taj haplotip zaštitan za populacije evropskog porijekla (18). Vrlo je slična situacija i s haplotipom HLA-DRB1*03:0 2~DQA1*04:01~DQB1*04:02 koji je čest u populacijama afričkog porijekla i predstavlja zaštitni haplotip za razvoj T1D (25). Istovremeno, haplotip HLA-DRB1 *03:01~DQA1*05:01~DQB1*02:01 povećava rizik za pojavu T1D u populacijama evropskog porijekla što pokazuje suprotan učinak pojedinih alela istog gena u različitim populacijama (18). Utvrđeno je da haplotip HLA-DRB1*04:03, koji je češće zastupljen među populacijama azijskog porijekla u usporedbi s europskim populacijama, predstavlja zaštitni haplotip HLA za nastanak T1D u populacijama azijskog porijekla (18). Kao i kod T1D i etiologija autoimunog odgovora u AITD nije do kraja poznata, međutim postoje čvrsti dokazi koji govore u prilog genetskoj podlozi za razvoj AITD (26). Trenutno prevladava mišljenje da su bolesti svrstane pod pojmom AITD vrlo složene bolesti u kojima geni podložni za razvoj bolesti, u kom- 71
binaciji s čimbenicima okoliša, odnosno pokretačem iz okoline, potiču autoimuni odgovor. Poznato je nekoliko gena koji su povezani s nastankom AITD, a među njima najjača je povezanost s genima HLA (26). To je razumljivo s obzirom da regija HLA sadrži velik broj i drugih gena koji sudjeluju u imunološkom odgovoru. Dosadašnji podaci govore da je haplotip HLA-DRB1*03:01~DQB1*02:01 koji je povezan s T1D povezan i s AITD. Za GD i osobito za HT objavljeni podaci za različite populacije vrlo su heterogeni (27, 28). Osobito su radovi o povezanosti HT i HLA puno proturječniji jer je oblik same bolesti složeniji nego GD (29). Postoje studije koje su pokazale povezanost s HLA-DR3, HLA-DR4, odnosno s alelom HLA-DRB1*03:01 (30, 31). Prva istraživanja GD otkrila su povezanost s antigenom HLA-B8, ali naknadno je utvrđeno da je jača povezanost s genom HLA-DRB1*03 koji je u snažnoj neravnoteži udruživanja s genom HLA- DRB1*08 (30). Pokazano je da učestalost gena HLA-DRB1*03 među bolesnicima s GD iznosi 40-55%, a u u zdravoj je populaciji njegova učestalost 15-30%. Kasnija su istraživanja otkrila povezanost među populacijama europskog porijekla s alelom HLA-DQA1*05:01 koji je također u LD s alelom HLA-DRB1*03:01 (32). Na temelju dobivenih rezultata autori su zaključili da je GD primarno povezana s HLA- DRB1*03:01, a da je povezanost sa svim ostalim alelima HLA rezultat LD (32). U radu provedenom na bolesnicima iz Hrvatske uočena je povezanost haplotipa HLA-DRB1*04 ~ DQB1*03:02 s AT i haplotipa HLA-DRB1*03:01 ~ DQB1*02:01 s GD (33). Za haplotip HLA-DRB1*01 ~ DQB1*05:01 utvrđeno je da ima zaštitni učinak za nastanak autoimunog tireoiditisa, a da haplotip HLA-DRB1*07:01 ~ DQB1*02:02 ima zaštitnu ulogu u nastanku GD. Pregledni članak, objavljen 2018. godine, analizira genetsku podlogu i vezu između celijakije i autoimunih endokrinih bolesti te iznosi podatak da su haplotipovi HLA-DRB1*03:01~DQA1*0 5:01~DQB1*02:01 i HLA-DRB1*04:01 ~ DQA1*03:01. 72 ~DQB1*03:02 statistički značajno češće zastupljeni među bolesnicima s autoimunim poliglandularnim sindromom (engl. Autoimmune Polyglandular Syndrome, APS) u usporedbi s bolesnicima koji boluju od AITD (HT ili GD) kao i u usporedbi sa zdravom populacijom (34). Istovremeno za haplotip HLA-DRB1*1 5:01~DQA1*01:02~DQB1*06:02 iznose da je zaštitni za razvoj APS. Istraživanje objavljeno 2014. godine govori o postojanju razlike između različitih oblika APS, za haplotip HLA-DRB1*04:04~DQA1*0 3:01~DQB1*03:02 utvrđeno je da je povezan s APS2v, dok za haplotip HLA-DR B1*04:01~DQA1*03:01~DQB1*03:02 iznose da je povezan s APS3v (35). Rad grupe autora iz Njemačke koji je uključio bolesnike s APS ili s AITD otkrio je povećanu zastupljenost gena HLA-DRB1*03, DRB1*04, DQA1*03 i DQB1*02 među bolesnicima s APS u usporedbi s bolesnicima s AITD, kao i s kontrolom (36). Također, autori izvještavaju da su uočili povećanu učestalost gena HLA-DRB1*03 i DQA1*03 među bolesnicima s HT poliglandularnog tipa u usporedbi s bolesnicima s monoglandularnim oblikom HT. Nasuprot tomu, gen HLA-DQB1*02 bio je više zastupljen među bolesnicima s poliglandularnim sindromom i GD u usporedbi s monoglandularnim. Za gene HLA-DRB1*15, DQA1*01, DQB1*05 i DQB1*06 utvrdili su niže učestalosti među bolesnicima s APS u usporedbi s bolesnicima s AITD te potvrđuju postojanje razlika u genetskoj podlozi ovih bolesti. Tome u prilog idu i rezultati rada za hrvatsku populaciju u kojemu su analizirane dvije skupine bolesnika (T1D i APS3v) te je utvrđeno da su haplotipovi HLA-DRB1*03~DQB1*02 i HLA-DRB1*04~DQB1*03:02 povezani s objema bolestima (37). Međutim, autori izvještavaju o razlici između dviju bolesti vezanoj uz zaštitne gene kao i o tome da su HLA-DRB1*11 i DRB1*15 zaštitni geni za T1D, a geni HLA-DRB1*07 i DRB1*11 zaštitni geni za APS3v. Uočili su također i statistički značajno veću zastupljenost genotipa HLA-DRB1*03/ DRB1*03 među bolesnicima s APS3v (37). Treba istaknuti da je ponekad vrlo teško uspoređivati rezultate pojedinih studija jer postoji niz problema od različitih definicija i veličina ispitivanih skupina, dijagnoza, lokusa HLA (razred I i/ ili razred II) uključenih u studije, kao i razine određivanja polimorfizama HLA (na razini gena ili razini alela). To možemo vidjeti na primjeru istraživanja provedenog na bolesnicima iz Velike Britanije, a jedno je od rijetkih koje je uključilo lokus HLA-C. U radu je praćena skupina bolesnika s GD te je otkrivena podložna uloga gena HLA-C*07 te zaštitna uloga gena HLA-C*03 i C*16 za nastanak GD i to neovisno o genima HLA razreda II (38). I kod AITD postoje razlike u podložnim/zaštitnim genima između populacija europskog i azijskog porijekla. U istraživanju provedenom u Japanu koje je obuhvatilo bolesnike s GD kao i bolesnike s HT pronađena je razlika između te dvije skupine bolesnika s obzirom na povezanost s genima HLA (39). Za GD je utvrđena povezanost s alelima HLA-B*35:01, B*46:01, DRB1*14:03 i DPB1*05:01, a za HT samo s alelom HLA-A*02:07. S druge strane autori su otkrili da su haplotipovi HLA-A*24:02 ~C*12:02~B*52:01~DRB1*15:02~DQB 1*06:01~DPB1*09:01 i HLA-A*24:02~ C*07:02~B*07:02~DRB1*01:01~DQB 1*05:01~DPB1*04:02 zaštitni za razvoj GD, a nijedan se haplotip nije pokazao kao zaštitni čimbenik isključivo za razvoj HT, a za haplotip HLA-A*33:03~C *14:03~B*44:03~DRB1*13:02~DQB1* 06:04~DPB1*04:01 utvrdili su da je zaštitan za obje bolesti (39). Naime, vrlo je teško utvrditi radi li se o cijelom haplotipu HLA ili je riječ o pojedinim alelima HLA u tom haplotipu. Stoga je izrazito složeno ustanoviti koliko svaki pojedini alel HLA (uključen u određeni podložni/ zaštitni haplotip HLA) doprinosi razvoju bolesti, odnosno postoji li jedan ili više alela HLA koji podjednako doprinose etiologiji bolesti. Prethodno navedeni rezultati iz Japana u suprotnosti su s rezultatima istraživanja provedenog dvije godine ranije u Kini (Han populacija) među nesrodnim bolesnicima i u obiteljima s više bolesnika gdje je utvrđeno da je alel B*46:01 rizični alel za razvoj HT (40). Lee i suradnici istraživali su pojedine dijelove sekvence gena HLA-DRB1, odnosno njihovih produkata, molekula HLA-DR (41). S obzirom na poznatu
povezanost HLA-DR3 i AITD, autori su pretpostavili da određeni dijelovi molekule HLA-DR3, s posebnim naglaskom na dijelove koji kodiraju pukotinu za vezanje peptida, stvaraju jedinstvene džepove unutar te pukotine u koje se vežu patogeni peptidi iz štitnjače (41). Sekvenciranjem gena HLA-DRB1 otkriveno je da je prisutnost arginina na poziciji 74 u β-lancu molekule HLA-DR ključna za razvoj AITD, a da je prisustvo glutamina na istoj poziciji zaštitno (40-42). Daljnje analize, temeljene na simulaciji molekularne dinamike, pokazale su da prisustvo arginina na poziciji 74 stvara uski pozitivno nabijen džep P4 u usporedbi s džepom koji sadrži zaštitni glutamin (43). Ova otkrića postavljaju pitanje koji patogeni peptidi vezani u pukotini u molekuli HLA-DR (HLA-DRβ1-Arg74) dovode do AITD. Glavni tiroidni antigeni koji su cilj autoimunog odgovora kod AITD su tireoglobulin (engl. Thyroglobulin, Tg), tiroidna peroksidaza (engl. thyroid peroxidase, TPO) i receptor za tiroidni stimulirajući hormon (engl. Thyroid Stimulating Hormone Receptor, TSHR). Istraživanje u kojem su testirani uzorci štitnjača bolesnica s GD pokazalo je da su se samo peptidi Tg vezali u pukotinu molekule HLA-DR što bi ukazivalo na to da su ovi peptidi vezani na molekule HLA-DR i prezentirani limfocitima T najvjerojatnije početni pokretač za nastanak AITD (44, 45). U prilog navedene pretpostavke govore i rezultati studije koja je obuhvatila pretraživanje cijelog genoma te je utvrdila da je gen za Tg glavni gen povezan s AITD (46). Sekvenciranje samog gena za Tg s ciljem otkrivanja koji je polimorfizam povezan s AITD pokazalo je da je nekoliko aminokiselina uzrokovanih s neistovjetnim polimorfizmima jednog nukleotida (engl. Single Nucleotide olymorphism, SNP) značajno povezano sa samom bolešću. Za polimorfizam SNP u egzonu 33 gena za Tg u kombinaciji s HLA-DRβ1-Arg74 utvrđen je statistički značajno veliki rizik obolijevanja od AITD (47). Na kraju, može se reći da je genetska podloga T1D i AITD vrlo složena, ne samo što se tiče povezanosti s genima HLA, već i s drugim genima, koji uz čimbenike okoliša dovode do razvoja tih bolesti. Pojedini geni HLA podložni su za razvoj obje bolesti, ali isto su tako pojedini geni HLA povezani samo s jednom od njih. Kratice: HLA - Humani leukocitni antigeni T1D - šećerna bolest tip 1 ATID - autoimune bolesti štitnjače APS - autoimuni poliglandularni sindrom APS2v - autoimuni poliglandularni sindrom tip 2 APS3v - autoimuni poliglandularni sindrom tip 3 HT - Hashimotov sindrom GD - Gravesova bolest Tg - tireoglobulin TPO - tiroidna peroksidaza TSHr - receptor za tiroidni stimulirajući hormon NOVČANA POTPORA/FUNDING Nema/None ETIČKO ODOBRENJE/ETHICAL APPROVAL Nije potrebno/none SUKOB INTERESA/CONFLICT OF INTEREST Autori su popunili the Unified Competing Interest form na www.icmje.org/coi_disclosure.pdf (dostupno na zahtjev) obrazac i izjavljuju: nemaju potporu niti jedne organizacije za objavljeni rad; nemaju financijsku potporu niti jedne organizacije koja bi mogla imati interes za objavu ovog rada u posljednje 3 godine; nemaju drugih veza ili aktivnosti koje bi mogle utjecati na objavljeni rad./ All authors have completed the Unified Competing Interest form at www.icmje.org/coi_disclosure. pdf (available on request from the corresponding author) and declare: no support from any organization for the submitted work; no financial relationships with any organizations that might have an interest in the submitted work in the previous 3 years; no other relationships or activities that could appear to have influenced the submitted work. LITERATURA 1. Redondo MJ, Yu L, Hawa M et al. Heterogeneity of type I diabetes: analysis of monozygotic twins in Great Britain and the United States. Diabetologia 2001; 44: 354-62. 2. Redondo MJ, Jeffrey J, Fain PR, Eisenbarth GS, Orban T. Concordance for islet autoimmunity among monozygotic twins. N Engl J Med. 2008; 359 (26): 2849-50. 3. Mychaleckyj JC, Noble JA, Moonsamy PV et al. HLA genotyping in the international Type 1 Diabetes Genetics Consortium. Clin Trials. 2010; 7: 75-87. 4. Dendrou CA, Petersen J, Rossjohn J, Fugger L. HLA variation and disease. Nature Reviews Immunol. 2018; 18: 325-39. 5. Howell WM, Carter V, Clark B. The HLA system: immunobiology, HLA typing, antibody screening and crossmatching techniques. J Clin Pathol. 2010; 63: 387-90. 6. https://www.ebi.ac.uk/ipd/imgt/hla/ 7. Mack SJ, Cano P, Hollenbach JA et al. Common and well-documented HLA alleles: 2012 update to the CWD catalogue. Tissue Antigens. 2013; 81: 194-203. 8. Sanchez-Mazas A, Nunes JM, Middleton D et al. Common and well-documented HLA alleles over all of Europe and within European subregions: A catalogue from the European Federation for Immunogenetics. HLA. 2017; 89 (2): 104-13. 9. Singal DP, Blajchman MA. Histocompatibility (HL-A) antigens, lymphocytotoxic antibodies and tissue antibodies in patients with diabetes mellitus. Diabetes. 1973; 22: 429-32. 10. Dendrou CA, Petersen J, Rossjohn J, Fugger L. HLA variation and disease. Nat Rev Immunol. 2018; 18: 325-39. 11. Buus S, Sette A, Grey HM. The interaction between protein-derived immunogenic peptides and la. Immunol Rev. 1987; 98: 115-41. 12. Holling TM, Schooten E, Van Den Elsen PJ. Function and regulation of MHC class II molecules in T-lymphocytes: of mice and men. Hum Immunol. 2004; 65: 282-90. 13. Gough SCL, Simmonds MJ. The HLA Region and Autoimmune Disease: Associations and Mechanisms of Action. Current Genomics. 2007; 8: 453-65. 14. Faas S, Trucco M. The genes influencing the susceptibility to IDDM in humans. J Endocrinol Invest. 1994; 17: 477-95. 15. Erlich H, Valdes AM, Noble J et al. HLA DR-DQ haplotypes and genotypes and type 1 diabetes risk: analysis of the type 1 diabetes genetics consortium families. Diabetes. 2008; 57: 1084-92. 16. Cucca F, Dudbridge F, Loddo M et al. The HLA-DPB1-associated component of the IDDM1 and its relationship to the major loci HLA-DQB1, -DQA1, and -DRB1. Diabetes. 2001; 50: 1200-5. 17. Johansson S, Lie BA, Pociot F et al. HLA associations in type 1 diabetes: DPB1 alleles may act as markers of other HLA-complex susceptibility genes. Tissue Antigens. 2003; 61: 344-51. 18. Noble JA. Immunogenetics of type 1 diabetes: a comprehensive review. J Autoimmun. 2015; 64: 101-12. 19. Johansson S, Lie BA, Todd JA et al. Evidence of at least two type 1 diabetes susceptibility genes in the HLA complex distinct from HLA- DQB1, -DQA1 and -DRB1. Gene Immun. 2003; 4: 46-53. 20. Zunec R, Grubic Z, Kastelan D et al. The role of DRB1*1601-DQB1*0502 haplotype in insulin-dependent diabetes mellitus susceptibility in Croatians. Period Biol. 1996; 98 (4): 497-500. 73
21. Nyaga DM, Vickers MH, Jefferies C, Perry JK, O'Sullivan JM. The genetic architecture of type 1 diabetes mellitus. Mol Cell Endocrinol. 2018; 477: 70-80. 22. Valdes AM, Erlich HA, Noble JA. Human leukocyte antigen class I B and C loci contribute to type 1 diabetes (T1D) susceptibility and age at T1D onset. Hum Immunol. 2005; 66: 301-13. 23. Noble JA, Valdes AM, Varney MD et al. HLA class I and genetic susceptibility to type 1-results from the type 1 diabetes genetics consortium. Diabetes. 2010; 59: 2972-9. 24. Mikk ML, Kiviniemi M, Laine AP et al. The HLA-B*39 allele increases type 1 diabetes risk conferred by HLA-DRB1*04:04-DQB1*03:02 and HLA-DRB1*08-DQB1*04 class II haplotypes. Hum Immunol. 2014; 75: 65-70. 25. Howson JMM, Roy MS, Zeitels L, Stevens H, Todd JA. HLA class II gene associations in African American Type 1 diabetes reveal a protective HLA-DRB1*03 haplotype. Diabet Med. 2013; 30: 710-6. 26. Jacobson EM, Tomer Y. The CD40, CTLA- 4, thyroglobulin, TSH receptor, and PTPN22 gene quintet and its contribution to thyroid autoimmunity: Back to the future. J Autoimmun. 2007; 28: 85-98. 27. Zeitlin AA, Heward JM, Newby PR et al. Analysis of HLA class II genes in Hashimoto's thyroiditis reveals differences compared to Graves' disease. Genes Immun. 2008; 9: 358-63. 28. Weetman AP. Genetics of Autoimmune Thyroid Disease. Horm Metab Res. 2009; 41: 421-5. 29. Tomer Y, Ban Y, Concepcion E et al. Common and unique susceptibility loci in Graves and Hashimoto diseases: results of whole-genome screening in a data set of 102 multiplex families. Am J Human Genetics. 2003; 73: 736-47. 30. Jacobson EM, Huber A, Tomer Y. The HLA gene complex in thyroid autoimmunity: from epidemiology to etiology. J Autoimmun. 2008; 30: 58-62. 31. Ban Y, Greenberg DA, Davies TF, Jacobson E, Concepcion E, Tomer Y. Linkage analysis of thyroid antibody production: evidence for shared susceptibility to clinical autoimmune thyroid disease. J Clin Endocrinol Metab. 2008; 93: 3589-96. 32. Zamani M, Spaepen M, Bex M, Bouillon R, Cassiman JJ. Primary role of the HLA class II DRB1*0301 allele in Graves disease. Am J Med Genet. 2000; 95: 432-7. 33. Rojnić Putarek N. Doktorska disertacija. Povezanost biljega polimorfizma gena HLA razreda II, CTLA-4 i PTPN22 te specifičnih autoantitijela protiv beta stanica Langerhansovih otočića s nastankom dijabetesa melitusa tipa 1 u bolesnika s autoimunom bolešću štitnjače. Medicinski fakultet Sveučilište u Zagrebu, 2015. 34. Kahaly GJ, Frommer L, Schuppanb D. Celiac disease and endocrine autoimmunity - the genetic link. Autoimmun Review. 2018; 17: 1169-75. 35. Flesch BK, Matheis N, Alt T, Weinstock C, Bux J, Kahaly GJ. HLA class II haplotypes differentiate between the adult autoimmune polyglandular syndrome types II and III. J Clin Endocrinol Metab. 2014; 99: 177-82. 36. Barkia Beradhi S, Flesch BK, Hansen MP, Matheis N, Kahaly GJ. HLA Class II. Differentiates between thyroid and polyglandular autoimmunity. Horm Metab Res. 2016; 48 (4): 232-7. 37. Grubic Z, Rojnic Putarek N, Maskalan M et al. Human Leukocyte Antigen class II polymorphisms among Croatian patients with type 1 diabetes and autoimmune polyglandular syndrome type 3 variant. Gene. 2018; 674: 93-7. 38. Simmonds MJ, Howson JM, Heward JM et al. A novel and major association of HLA-C in Graves' disease that eclipses the classical HLA-DRB1 effect. Hum Mol Genet. 2007; 16: 2149-53. 39. Ueda S, Oryoji D, Yamamoto K et al. Identification of independent susceptible and protective HLA alleles in Japanese autoimmune thyroid disease and their epistasis. J Clin Endocrinol Metab. 2014; 99: 379-83. 40. Huang CY, Chang TY, Chu CC et al. The HLA- B gene and Hashimoto disease in Han Chinese children: a case-control and family-based study. Tissue Antigens. 2012; 80: 431-6. 41. Lee HJ, Li CW, Salehi Hammerstad S, StefanM, Tomer Y. Immunogenetics of Autoimmune Thyroid Diseases: A comprehensive Review. J Autoimmun. 2015; 64: 82-90. 42. Ban Y, Davies TF, Greenberg DA et al. Arginine at position 74 of the HLA-DR beta1 chain is associated with Graves' disease. Genes and Immunity. 2004; 5: 203-8. 43. Menconi F, Monti MC, Greenberg DA et al. Molecular amino acid signatures in the MHC class II peptide-binding pocket predispose to autoimmune thyroiditis in humans and in mice. PNAS. 2008; 105: 14034-9. 44. Simmonds MJ, Howson JM, Heward JM et al. Regression mapping of association between the human leukocyte antigen region and Graves disease. Am J Human Genetics. 2005; 76: 157-63. 45. Muixi L, Carrascal M, Alvarez I et al. Thyroglobulin peptides associate in vivo to HLA-DR in autoimmune thyroid glands. J Immunol. 2008; 181: 795-807. 46. Muixi L, Carrascal M, Alvarez I et al. Thyroglobulin peptides associate in vivo to HLA-DR in autoimmune thyroid glands. J Immunol. 2008; 181: 795-807. 47. Hodge SE, Ban Y, Strug LJ et al. Possible interaction between HLA-DRbeta1 and thyroglobulin variants in Graves' disease. Thyroid: official journal of the American Thyroid Association. 2006; 16: 351-5. Summary THE ROLE OF HLA GENES IN ENDOCRINE DISEASES AND TYPE 1 DIABETES Zorana Grubić Autoimmune thyroid diseases (AITD) and type 1 diabetes (T1D) are common disorders involving multiple genes and the environment. Population studies show that Human Leukocyte Antigens system plays a role in etiopathogenesis of these diseases. This review presents the current knowledge on HLA gene associations with AITD and T1D in different populations worldwide. Descriptors: HLA GENES, TYPE 1 DIABETES, T1D, AUTOIMMUNE THYROID DISEASE, ATID Primljeno/Received: 28. 1. 2019. Prihvaćeno/Accepted: 1. 3. 2019. 74