Characterization of inherited IRAK-4 deficiency in a patient with acute HHV-6 encephalitis

İnsanlar arasında sıkça karşılaşılan bir virüs olan İnsan herpesvirüs-6 (HHV-6), genel olarak çocuklarda akut ateşli hastalığa sebep olurken çocukların çoğunluğu asemptomatik kalmaktadır. HHV-6 enfeksiyonu nadiren ensefalite yol açabilmektedir, fakat patogenezi bilinmemektedir. Doğuştan gelen tek gen bozukluklarının aksi halde sağlıklı olan çocuklarda HHV-6 ensefalitine yatkınlığa neden olabileceği hipotezini ileri sürdük. Akut HHV-6 ensefalit teşhisi konan bir erkek çocuğun genomik DNA'sında tüm ekzom dizilemesi gerçekleştirdik ve hastada Toll/İnterlökin-1 reseptörü sinyal yolağında rolü olan İnterlökin-1 reseptör-ilişkili kinaz 4 (IRAK4) geninde daha önce görülmemiş yanlış anlamlı bir mutasyon (NM_016123.4:c.G236A:p.C79Y) bulduk. Hastanın ebeveynleri ve sağlıklı kardeşinde bu mutasyonun heterozigot olduğu Sanger sekanslaması ile doğrulandı. Evrimsel olarak korunan bir kalıntıyı etkileyen p.C79Y'nin in siliko algoritmalar tarafından hasar verici olacağı tahmin edildi. Hastanın lökositlerinde IRAK-4 ekspresyonunun ciddi şekilde azaldığını bulduk. HEK293 hücrelerinde yapılan geçici aşırı ekspresyon sonucunda yabanıl (WT) ve mutant IRAK-4 düzeyleri benzerdi ancak siklohekzimid muamelesinden sonra mutant IRAK-4 ekspresyonu WT'ya kıyasla ciddi şekilde azaldı. Bu durum, p.C79Y'nin IRAK-4 stabilitesini bozabileceğini göstermektedir. Hastanın lökositlerindeki, sağlıklı kontrollere kıyasla farklı Toll-benzeri reseptörler ve sitozolik nükleik asit sensörlerini indükleyen çeşitli uyaranlara karşı doğuştan gelen immün cevaplarının azaldığını bulduk. Ayrıca, CRIPSR-Cas9 genom düzenleme ile IRAK4 nakavt HEK293 hücre hatları oluşturduk. Mutant IRAK-4 proteininin IL-18 ile muamele edilmiş IRAK4 nakavt hücrelerdeki geçici ekspresyonu sonucunda NFκB'ye bağlı lusiferaz aktivitesini WT'ya kıyasla anlamlı derecede azalttığını gördük. Sonuç olarak, p.C79Y IRAK-4'ün hem ifadesini hem de işlevini bozarak hastanın lökositlerinde bakteriyel ve viral uyaranlara karşı azalan immün yanıtlarına sebep oldu. Bu çalışma ilk kez izole akut HHV-6 ensefalitinin altında doğuştan gelen bağışıklık kusurlarının yatabileceğini göstermiştir. Bulgularımız ayrıca insanlarda kalıtsal IRAK-4 eksikliğinin bilinen genotipik ve fenotipik spektrumunu genişletmiştir.