Abstract Pulmonary arterial hypertension (PAH) remains an incurable and often fatal disease despite currently available therapies. Multiomics systems biology analysis can shed new light on PAH pathobiology and inform translational research efforts. Using RNA sequencing on the largest PAH lung biobank to date (96 disease and 52 control), we aim to identify gene co-expression network modules associated with PAH and potential therapeutic targets. Co-expression network analysis was performed to identify modules of co-expressed genes which were then assessed for and prioritized by importance in PAH, regulatory role, and therapeutic potential via integration with clinicopathologic data, human genome-wide association studies (GWAS) of PAH, lung Bayesian regulatory networks, single-cell RNA-sequencing data, and pharmacotranscriptomic profiles. We identified a co-expression module of 266 genes, called the pink module, which may be a response to the underlying disease process to counteract disease progression in PAH. This module was associated not only with PAH severity such as increased PVR and intimal thickness, but also with compensated PAH such as lower number of hospitalizations, WHO functional class and NT-proBNP. GWAS integration demonstrated the pink module is enriched for PAH-associated genetic variation in multiple cohorts. Regulatory network analysis revealed that BMPR2 regulates the main target of FDA-approved riociguat, GUCY1A2, in the pink module. Analysis of pathway enrichment and pink hub genes (i.e. ANTXR1 and SFRP4) suggests the pink module inhibits Wnt signaling and epithelial-mesenchymal transition. Cell type deconvolution showed the pink module correlates with higher vascular cell fractions (i.e. myofibroblasts). A pharmacotranscriptomic screen discovered ubiquitin-specific peptidases (USPs) as potential therapeutic targets to mimic the pink module signature. Our multiomics integrative study uncovered a novel gene subnetwork associated with clinicopathologic severity, genetic risk, specific vascular cell types, and new therapeutic targets in PAH. Future studies are warranted to investigate the role and therapeutic potential of the pink module and targeting USPs in PAH.

We present the results of the largest genome wide association study (GWAS) performed so far in dilated cardiomyopathy (DCM), a leading cause of systolic heart failure and cardiovascular death, with 2,719 cases and 4,440 controls in the discovery population. We identified and replicated two new DCM-associated loci, one on chromosome 3p25.1 (lead SNP rs62232870, p = 8.7 x 10-11 and 7.7 x 10-4 in the discovery and replication step, respectively) and the second on chromosome 22q11.23 (lead SNP rs7284877, p = 3.3 x 10-8 and 1.4 x 10-3 in the discovery and replication step, respectively) while confirming two previously identified DCM loci on chromosome 10 and 1, BAG3 and HSPB7. The genetic risk score constructed from the number of lead risk-alleles at these four DCM loci revealed that individuals with 8 risk-alleles were at a 27% increased risk of DCM compared to individuals with 5 risk alleles (median of the referral population). We estimated the genome wide heritability at 31% +/- 8%. In silico annotation and functional 4C-sequencing analysis on iPSC-derived cardiomyocytes strongly suggest SLC6A6 as the most likely DCM gene at the 3p25.1 locus. This gene encodes a taurine and beta-alanine transporter whose involvement in myocardial dysfunction and DCM is supported by recent observations in humans and mice. Although less easy to discriminate the better candidate at the 22q11.23 locus, SMARCB1 appears as the strongest one. This study provides both a better understanding of the genetic architecture of DCM and new knowledge on novel biological pathways underlying heart failure, with the potential for a therapeutic perspective.

Background: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disorder leading to premature death. Rare genetic variants contribute to disease etiology but the contribution of common genetic variation to disease risk and outcome remains poorly characterized. Methods: We performed two separate genome-wide association studies of PAH using data across 11,744 European-ancestry individuals (including 2,085 patients), one with genotypes from 5,895 whole genome sequences and another with genotyping array data from 5,849 further samples. Cross-validation of loci reaching genome-wide significance was sought by meta-analysis. We functionally annotated associated variants and tested associations with duration of survival. Findings: A locus at HLA-DPA1/DPB1 within the class II major histocompatibility (MHC) region and a second near SOX17 were significantly associated with PAH. The SOX17 locus contained two independent signals associated with PAH. Functional and epigenomic data indicate that the risk variants near SOX17 alter gene regulation via an enhancer active in endothelial cells. PAH risk variants determined haplotype-specific enhancer activity and CRISPR-inhibition of the enhancer reduced SOX17 expression. Analysis of median survival showed that PAH patients with two copies of the HLA-DPA1/DPB1 risk variant had a two-fold difference (>16 years versus 8 years), compared to patients homozygous for the alternative allele. Interpretation: We have found that common genetic variation at loci in HLA-DPA1/DPB1 and an enhancer near SOX17 are associated with PAH. Impairment of Sox17 function may be more common in PAH than suggested by rare mutations in SOX17. Allelic variation at HLA-DPB1 stratifies PAH patients for survival following diagnosis, with implications for future therapeutic trial design. Funding: UK NIHR, BHF, UK MRC, Dinosaur Trust, NIH/NHLBI, ERS, EMBO, Wellcome Trust, EU, AHA, ACClinPharm, Netherlands CVRI, Dutch Heart Foundation, Dutch Federation of UMC, Netherlands OHRD and RNAS, German DFG, German BMBF, APH Paris, Inserm, Universite Paris-Sud, and French ANR.

Background: Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a rare disorder leading to premature death. Rare genetic variants contribute to disease etiology but the contribution of common genetic variation to disease risk and outcome remains poorly characterized. Methods: We performed two separate genome-wide association studies of PAH using data across 11,744 European-ancestry individuals (including 2,085 patients), one with genotypes from 5,895 whole genome sequences and another with genotyping array data from 5,849 further samples. Cross-validation of loci reaching genome-wide significance was sought by meta-analysis. We functionally annotated associated variants and tested associations with duration of survival. Findings: A locus at HLA-DPA1/DPB1 within the class II major histocompatibility (MHC) region and a second near SOX17 were significantly associated with PAH. The SOX17 locus contained two independent signals associated with PAH. Functional and epigenomic data indicate that the risk variants near SOX17 alter gene regulation via an enhancer active in endothelial cells. PAH risk variants determined haplotype-specific enhancer activity and CRISPR-inhibition of the enhancer reduced SOX17 expression. Analysis of median survival showed that PAH patients with two copies of the HLA-DPA1/DPB1 risk variant had a two-fold difference (>16 years versus 8 years), compared to patients homozygous for the alternative allele. Interpretation: We have found that common genetic variation at loci in HLA-DPA1/DPB1 and an enhancer near SOX17 are associated with PAH. Impairment of Sox17 function may be more common in PAH than suggested by rare mutations in SOX17. Allelic variation at HLA-DPB1 stratifies PAH patients for survival following diagnosis, with implications for future therapeutic trial design. Funding: UK NIHR, BHF, UK MRC, Dinosaur Trust, NIH/NHLBI, ERS, EMBO, Wellcome Trust, EU, AHA, ACClinPharm, Netherlands CVRI, Dutch Heart Foundation, Dutch Federation of UMC, Netherlands OHRD and RNAS, German DFG, German BMBF, APH Paris, Inserm, Universite Paris-Sud, and French ANR.

Introduction: ABO blood group influence the risk of venous thrombosis (VT) by modifying A and B glycosyltransferases (AGT and BGT) activities that further modulates Factor VIII (FVIII) and von Willebrand Factor (VWF) plasma levels. The aim of this work was to evaluate the association of plasma GTs activities with VWF/FVIII plasma levels and VT risk in a case-control study. Materials and Methods: 420 cases were matched with 420 controls for age and ABO blood group. GT activities in plasma were measured using the quantitative transfer of tritiated N-acetylgalactosamine or galactose to the 2'-fucosyl-lactose and expressed in disintegration per minute/30μL of plasma and 2 hours of reaction (dpm/30μL/2H). FVIII and VWF plasma levels were respectively measured using human FVIII-deficient plasma in a 1-stage factor assay and STA LIATEST VWF (Diagnostica Stago). Results: A and B GT activities were significantly lower in cases than in controls (8119±4027 vs 9682±4177 dpm/30μL/2H, p=2.03 x 10-5, and 4931±2305 vs 5524±2096 dpm/30μL/2H, p=0.043 respectively). This association was observed whatever the ABO blood groups. The ABO A1 blood group was found to explain~80% of AGT activity. After adjusting for ABO blood groups, AGT activity was not correlated to VWF/FVIII plasma levels. Conversely, there was a moderate correlation (ρ~0.30) between BGT activity and VWF/ FVIII plasma levels in B blood group carriers. Conclusion: This work showed, for the first time, that GT activities were decreased in VT patients in comparison to controls with the same ABO blood group. The biological mechanisms responsible for this association remained to be determined.