Bulgarian Cardiology 30(4): 108-120, doi: 10.3897/bgcardio.30.e145391
Геномни варианти и епидемиология на атеросклерозата – световен корелационен анализ и използване на генетични варианти, асоциирани с атеросклероза, за идентифициране на кандидати за лекарствени цели с помощта на биоинформатичен подход
expand article infoД.П. Амукти, Л.М. Ирхам§, С. Суроно, У. Адикусума|, Р. Чонг#, Р. Ел Хайр¤, Б.Д. Пурванто«, Р.Д. Сатриа»˄, И. Атес˅, С. Хайри¦, Д. Рунгпрайˀ
‡ Университет Ахмад Дахлан, Джокякарта, Индонезия§ Университет Силпакорн, Накхон Патом, Индонезия| Университет Мухамадия Матарам, Матарам, Индонезия¶ Научен център Кибинонг, Кибинонг, Индонезия# Калифорнийски университет, Лос Анджелис, Съединени Американски щати¤ Централна обща болница д-р Сарджито, Джокякарта, Индонезия« Университет на Ахмад Дахлан, Джокякарта, Индонезия» Университет „Гаджах Мада“, Джокякарта, Индонезия˄ Централна обща болница на д-р Сарджито, Джокякарта, Индонезия˅ Университет в Анкара, Анкара, Турция¦ Медицински университет, Тайпе, Тайванˀ Университет Силпакорн, Накхон Патом, Тайланд
Open Access
Резюме
Въведение: Атеросклерозата (АС) е основен рисков фактор за сърдечно-съдовите заболявания (ССЗ), които са водеща причина за смърт в световен мащаб. Генетичните фактори са неразделна част от причините за АС. Целта на това проучване е да се съпоставят епидемиологичните данни, разпространението и смъртността от АС в световен мащаб с единичните нуклеотидни полиморфизми (SNP), свързани с предразположеността и тежестта в различни популации. Ето защо с помощта на биоинформатиката използвахме генетичните варианти за откриване на потенциални лекарствени цели. Материал и методи: В това проучване е използван биоинформатичен подход, базиран на вторични данни, за да се анализира корелацията между генетичните варианти, свързани с АС, и епидемиологичните данни от различни региони на света. Генетичните данни са получени от каталога GWAS, а епидемиологичните данни са събрани от СЗО и Our World in Data. Анализът е извършен чрез филтриране на SNP въз основа на няколко критерия, а именно категорията "missense" вариант, значима p-стойност < 10-5 и предсказване на въздействието на варианта с помощта на PolyPhen (възможно увреждане) и SIFT (увреждане). Връзката между честотата на алелите и разпространението на AС и смъртността е анализирана с помощта на теста на Пиърсън. Процесът на идентифициране на лекарствени цели е извършен чрез базата данни DrugBank. Резултати: Резултатите от това проучване идентифицираха три "missense" SNP варианта – rs11466653 в TLR10, rs2296172 в MACF1 и rs6025 в F5. Вариант rs11466653 показва значими корелации с глобалното разпространение на АС и смъртността (p < 0,05). SNP rs11466653 има роля в патогенезата на AС, като анализът с помощта на SNPNexus показва вероятно увреждащи (PolyPhen) и вредни (SIFT) свойства. Поради предизвикателството да се лекуват всички потенциални целеви гени, нашето проучване успя да идентифицира гена F5 като жизнеспособна цел. Генът TLR10 е молекулярна мишена за имуномодулатори като хидроксихлороквин, хлороквин, ериторан и резаторвид (TAK-242), които намаляват възпалението и регулират имунните реакции. Освен това такролимус като имуномодулатор показва потенциал за преодоляване на хроничното възпаление, свързано с АС, чрез механизъм, включващ гена MACF1. Заключение: Резултатите от това проучване ще насърчат усилията за подобряване на диагностиката и ранното лечение на АС, както и за повишаване на обществената осведоменост относно значението на генетичните фактори и начина на живот за предотвратяване на това заболяване. Това проучване може да бъде и отправна точка за по-нататъшни изследвания, фокусирани върху генетичната намеса и разработването на персонализирана терапия за AС. Следователно то може да осигури по-широки ползи за общественото здраве в световен мащаб.
Ключови думи
атеросклероза, TLR10, MCF1, F5, rs11466653, rs2296172, rs602
Genomic variants and epidemiology of atherosclerosis – worldwide correlation analysis and utilization of atherosclerosis gene variants for identification of drug target candidates with bioinformatics approach
expand article infoD.P. Amuktiˁ, L.M. Irham, S. Surono, W. Adikusuma, R. Chong, R. El Khair, B.D. Purwanto, R.D. Satria, I. Ates, S. Khairi, D. Rungprai
ˁ University Ahmad Dahlan, Yogyakarta, Indonesia₵ Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta, Indonesiaℓ Silpakorn University, Nakhon Pathom, Thailand₰ University of Muhammadiyah Mataram, Mataram, Indonesia₱ Cibinong Science Center, Cibinong, Indonesia₳ University of California, Los Angeles, United States of America₴ Dr. Sardjito Central General Hospital, Yogyakarta, Indonesia₣ University of Ahmad Dahlan, Yogyakarta, Indonesia₮ Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, Indonesia₦ Ankara University, Ankara, Turkiye₭ Taipei Medical University, Taipei, Taiwan
Open Access
Abstract
Introduction: Atherosclerosis (AS) is a major risk factor for cardiovascular disease (CVD), which is the leading cause of death worldwide. Genetic factors are an integral factor in the cause of AS. This study aims to correlate epidemiological data, prevalence and mortality of AS worldwide with Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) associated with susceptibility and severity in different populations. Hence, utilized the gene variants to discover potential drug targets using bioinformatics. Material and methods: This study used a secondary data-driven bioinformatics approach to analyze the correlation between genetic variants associated with AS and epidemiological data from different regions of the world. Genetic data were obtained from the GWAS Catalog, while epidemiological data were collected from WHO and Our World in Data. The analysis was performed by filtering SNPs based on several criteria, namely the missense variant category, significant p-value < 10-5, and prediction of variant impact using PolyPhen (Possibly Damaging) and SIFT (Deleterious). The correlation between allele frequency and AS prevalence and mortality were analyzed using the Pearson test. The drug target identification process was carried out through the DrugBank database. Results: The results of the study obtained three missense variants – rs11466653 in TLR10, rs2296172 in MACF1 and rs6025 in F5. Variant rs11466653 has a role in the pathogenesis of AS with analysis using SNPnexus which shows the possibility of damaging (PolyPhen) and deleterious (SIFT) properties in addition to the results of the correlation test significant to the global prevalence and mortality of AS (p < 0.05). Due to the challenge of drugging all potential target genes, our study was only able to identify the F5 gene as a viable target. The TLR10 gene is a molecular target for immunomodulators such as hydroxychloroquine, chloroquine, eritoran, and resatorvid (TAK-242) to reduce inflammation and regulate immune responses. In addition, tacrolimus as an immunomodulator shows potential in overcoming chronic inflammation associated with AS through a mechanism involving the MACF1 gene. Conclusion: The findings in this study will encourage efforts to improve AS diagnosis and early treatment, as well as increase public awareness of the importance of genetic factors and lifestyle in preventing this disease. This study can also be a reference for further research focusing on genetic intervention and development of personalized therapy for AS. Therefore, it can provide broader benefits for global public health.
Keywords
аtherosclerosis, TLR10, MCF1, F5, rs11466653, rs2296172, rs602