Analyse von MTARC1 und Fettleber-assoziierten Genen und deren Einfluss auf die Entwicklung einer Leberverfettung bei PatientInnen mit Diabetes mellitus

Abstract

Zusammenfassung

Hintergrund: Diabetes mellitus Typ II (DM II) und die metabolische Dysfunktion-assoziierte steatotische Lebererkrankung (MASLD), sind häufige, chronische Erkrankungen in den entwickelten Ländern. Die Prävalenz der MASLD in der erwachsenen Allgemeinbevölkerung liegt bei etwa 30%. DMII verdoppelt das Risiko, an MASLD zu erkranken. Während exogene Risikofaktoren die zentrale Rolle in der Pathogenese der MASLD spielen, sind auch genetische Faktoren bekannt, die die Entwicklung und den Verlauf der Lebersteatose und Leberfibrose modulieren. Rezente Studien haben die MTARC1 p.A165T-Variante als Schutzfaktor gegen die Entwicklung und das Fortschreiten von MASLD identifiziert. Ziel: Diese Studie zielt darauf ab, den MTARC1 p.A165T-Polymorphismus als potenziellen genetischen Modulator von MASLD in einer nicht-invasiv phänotypisierten Kohorte von Patienten mit DMII zu identifizieren. Zusätzlich untersuchen wir sechs MASLD-assoziierte Polymorphismen: MBOAT7 p.G17E, PNPLA3 p.I148M, SERPINA1 p.E342K und TM6SF2 p.E167K, HSD17B13 rs72613567:TA und PSD3 p.L186T, sowie serologische Leberfunktionsuntersuchungen, das metabolische Profil und serologische Marker des oxidativen Stresses unserer PatientInnen. Methoden: Zwischen Dezember 2021 und März 2023 haben wir 124 Erwachsene mit DMII prospektivisch aus unseren gastroenterologischen Ambulanzen und Stationen rekrutiert. Der Leberstatus unserer PatientInnen wurde mittels nicht-invasiver transienter Elastographie erhoben: Leberverfettung (CAP) und Lebersteifigkeit (LSM). Die laborchemischen Untersuchungen umfassten die Leberparameter und das metabolische Profil. Die Polymorphismen der MASLD-assoziierten Gene wurden mittels TaqMan-Assays genotypisiert. Die serologischen Marker des oxidativen Stresses wurden bei insgesamt 15 Wildtyp-, 15 heterozygoten und 10 homozygoten TrägerInnen des MTARC1-Polymorphismus mittels ELISA (für UCP2, SOD2, TrxR2) und kolorimetrischen Tests (für die gesamte antioxidative Kapazität – TAA und die Lipidperoxidation) gemessen. Ergebnisse: Die mediane LSM in der gesamten Kohorte betrug 6,6 kPa (Bereich: 2 - 75 kPa), und die mediane CAP betrug 294 dB/m (Bereich: 100 - 400 dB/m). Eine MASLD wurde bei 65 (52,4%) unserer PatientInnen und eine Leberfibrose (definiert durch einen LSM über 8 kPa) wurde bei 47 (37,9%) PatientInnen identifiziert. LSM-Werte von über 15 kPa, und somit der hochgradige Verdacht auf eine Leberzirrhose, wurden bei 18 (14,5%) PatientInnen festgestellt. Es wurden signifikante Korrelationen zwischen CAP und Körpermasseindex (body mass index, BMI) (p < 0,01) sowie zwischen CAP und glykosyliertem Hämoglobin (HbA1c) (p = 0,02), Triglyzeriden (p = 0,01), Low-Density-Lipoprotein-Cholesterin (p = 0,01) und Gesamtcholesterin (p = 0,01) nachgewiesen. Zusätzlich wurden signifikante Korrelationen zwischen LSM und Serum-Bilirubin (p = 0,01), der alkalischen Phosphatase (AP) (p < 0,01) und der Glutamat-Glutamyl-Transferase (GGT) (p < 0,01) identifiziert. Die MTARC1 p.A165T-Variante beeinflusste weder CAP noch LSM signifikant. Homozygote TrägerInnen der MTARC1 p.A165T-Variante präsentierten um 11% und 71% niedrigere Maximalwerte von CAP und LSM im Vergleich zu den Wildtyp-PatientInnen (jedoch p > 0,05). Bemerkenswerterweise identifizierten wir bei TrägerInnen der MTARC1 p.A165T-Variante eine signifikant höhere Konzentration von TrxR2 (p = 0,01), was auf verbesserte antioxidative Kapazitäten hinweist. In den weiteren genotypbezogenen Analysen detektierten wir höhere Bilirubin- und Glutamat-Oxalacetat-Transaminase (GOT)-Werte bei TrägerInnen der TM6SF2 p.E167K-Variante (beide p = 0,03). Die MBOAT7 p.G17E- und PSD3 p.L186T-Polymorphismen beeinflussten die GGT- (p = 0,02) und Glutamat-Pyruvat-Transaminase (GPT)-Werte (p = 0,01). Schlussfolgerung: Die in unserer Kohorte identifizierte Prävalenz von MASLD und Leberfibrose entsprach der in weiteren Kohorten beschriebenen Prävalenz. Obwohl wir mehrere Assoziationen zwischen den untersuchten genetischen Varianten und serologischen Leberfunktionsuntersuchungen feststellten, modulierte keiner dieser Polymorphismen signifikant die Lebersteatose oder -fibrose. Diese negativen Ergebnisse könnten auf die relativ geringe Anzahl von PatientInnen in unserer prospektiv rekrutierten Kohorte zurückzuführen sein. Die beschriebenen Unterschiede im Serum-Marker für oxidativen Stress zwischen homozygoten TrägerInnen der MTARC1 p.A165T-Variante unterstreichen die Schutzfunktion dieses Polymorphismus bei chronischen Lebererkrankungen.

Summary

Background: Type II diabetes (DMII) and metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) are common in developed countries. The prevalence of MASLD in the general adult population is approximately 30%. DMII doubles the risk of developing MASLD. While exogenous risk factors play the central role in the MASLD pathogenesis, genetic variants are also known to modulate the development or progression of liver steatosis and fibrosis. Notably, recent studies have identified the MTARC1 p.A165T variant as a protective factor against the development and progression of MASLD. Aim: This study aims to analyze the MTARC1 p.A165T polymorphism as a potential genetic modulator of MASLD in a non-invasively phenotyped cohort of patients with DMII. Additionally, we examine six MASLD-linked polymorphisms: MBOAT7 p.G17E, PNPLA3 p.I148M, SERPINA1 p.E342K and TM6SF2 p.E167K, HSD17B13 rs72613567:TA and PSD3 p.L186T, as well as the serum metabolic status and markers of oxidative stress in our patients. Methods: Between December 2021 and March 2023, we prospectively enrolled 124 adults with DMII. Liver steatosis and fibrosis were assessed using controlled attenuation parameter (CAP) and liver stiffness measurements (LSM), respectively. MASLD-associated genetic variants were genotyped using TaqMan assays. Serum markers of oxidative stress were measured in a total of 15 carriers of the wild-type, 15 heterozygous and 10 homozygous carriers of the MTARC1 polymorphism using ELISA (for UCP2, SOD2, TrxR2) and colorimetric tests (for the total antioxidant capacity – TAA, and the lipidperoxidation). Results: The median LSM in the entire cohort was 6.6 kPa (range: 2 - 75 kPa), and the median CAP was 294 dB/m (range: 100 - 400 dB/m). MASLD was found in 65 (52.4%) of our patients, and liver fibrosis (defined by the LSM above 8 kPa) was identified in 47 (37.9%) patients. LSM values above 15 kPa, suggestive of liver cirrhosis, were detected in 18 (14.5%) patients. We found significant correlations between CAP and body mass index (BMI) (p < 0.01), as well as between CAP and glycosylated hemoglobin (HbA1c) (p = 0.02), triglycerides (p = 0.01), low-density cholesterol (p = 0.01), and total cholesterol (p = 0.01). Additionally, significant correlations were identified between LSM and serum bilirubin (p = 0.01), alkaline phosphatase (AP) (p < 0.01) and glutamate glutamyl transferase (GGT) (p < 0.01). Although the MTARC1 p.A165T variant did not significantly affect either CAP or LSM levels, carriers of the protective genotype had maximum steatosis and fibrosis lower by 11% and 71%, respectively, compared to the carriers of the common allele. Notably, we identified a significantly higher concentration of TrxR2 (p = 0.01), reflecting improved antioxidant capacities in carriers of the MTARC1 p.A165T variant. In further genotype-related analyses, we detected higher levels of bilirubin and glutamate oxaloacetate transaminase (GOT) in carriers of the TM6SF2 minor allele (both p = 0.03). The MBOAT7 p.G17E and PSD3 p.L186T polymorphisms modulated the GGT (p = 0.02) and glutamate pyruvate transaminase (GPT) (p = 0.01) levels, respectively. Conclusion: The prevalence of MASLD and liver fibrosis in our patients was similar to the prevalence found in other cohorts. Although we detected several associations between the studied genetic variants and serum liver function tests, none of these polymorphisms significantly modulated liver steatosis or fibrosis. These negative results might be due to the relatively small number of patients in our prospectively recruited cohort. Differences in the serum marker of oxidative stress between carriers of the MTARC1 genotypes underscore the protective role of this polymorphism in chronic liver diseases.