Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Genomika klinikai alkalmazásai 2. Falus András TUMOR CARDIOVASC/OBESITÁS ASTHMA NEUROPSYCHIATRIA.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Genomika klinikai alkalmazásai 2. Falus András TUMOR CARDIOVASC/OBESITÁS ASTHMA NEUROPSYCHIATRIA."— Előadás másolata:

1 1 Genomika klinikai alkalmazásai 2. Falus András TUMOR CARDIOVASC/OBESITÁS ASTHMA NEUROPSYCHIATRIA

2 2 Asztma (Asthma bronchiale) Asztma: krónikus légúti betegség. Jellemző a kis légutak epizódokban jelentkező gyulladása és szűkülete különböző triggerelő tényezőkre. Az asztma rohamok lehetnek enyhék és életveszélyesen súlyosak. Tünetei:légszomj, köhögés, zihálás, mellkasi fájdalom, és feszülés, valamint ezek kombinációi. A kiváltó okok lehetnek: allergének, fertőzés, fizikai munka, hirtelen éghajlatváltozás, légszennyezések, mint pl. cigarettafüst.Asztma: krónikus légúti betegség. Jellemző a kis légutak epizódokban jelentkező gyulladása és szűkülete különböző triggerelő tényezőkre. Az asztma rohamok lehetnek enyhék és életveszélyesen súlyosak. Tünetei:légszomj, köhögés, zihálás, mellkasi fájdalom, és feszülés, valamint ezek kombinációi. A kiváltó okok lehetnek: allergének, fertőzés, fizikai munka, hirtelen éghajlatváltozás, légszennyezések, mint pl. cigarettafüst. Két fázis: korai tünetek: perccel, késői: 4-6 órával a provokáció (pl. antigén belélegzés) után.Két fázis: korai tünetek: perccel, késői: 4-6 órával a provokáció (pl. antigén belélegzés) után. USA: 11 milliárd $/évUSA: 11 milliárd $/év

3 3 Elhunyt asztmás tinédzser tüdőszövettani vizsgálata. Fő jellemzők: I = gyulladás (gyulladási sejtek beáramlása), MP = mucus plugging: légutakat a nyák eldugaszolja, Légúti remodelling: SF= subepitéliális fibrózis: kollagén lerakódás, MH= miociták hipertrófiája és hiperpláziája: a simaizmok térfogatának és számának növekedése, N= neovasculáció: új erek képződése; ezek irreverzibilis változások

4 4 Az allergiás/atópiás betegségek előfordulása > 160 millió asztmás van a világon, a leggyakoribb krónikus betegség gyermekkorban.> 160 millió asztmás van a világon, a leggyakoribb krónikus betegség gyermekkorban. Leggyakoribb allergiás betegségek: Nagy- Britannia: 30,6% (asztma: 13,1%-19,6%)Leggyakoribb allergiás betegségek: Nagy- Britannia: 30,6% (asztma: 13,1%-19,6%) Magyarországon az asztma előfordulása: 4,9% serdülő kor előtt, felnőtteknél hasonló nagyságrendMagyarországon az asztma előfordulása: 4,9% serdülő kor előtt, felnőtteknél hasonló nagyságrend Alacsony pl.: Indonézia: 1,6%Alacsony pl.: Indonézia: 1,6%

5 5 Az öröklődés vizsgálata Eredmények Egypetéjű ikreknél az asztma konkordanciája: 26-75%Egypetéjű ikreknél az asztma konkordanciája: 26-75% Egyik szülő sem atópiás: 11-13%-a; mindkét szülő: 50-70% gyermekeknek igenEgyik szülő sem atópiás: 11-13%-a; mindkét szülő: 50-70% gyermekeknek igen Magyarország: Az asztmások gyerekeinek 26,7% atópiás (leggyakrabban asztmás)Magyarország: Az asztmások gyerekeinek 26,7% atópiás (leggyakrabban asztmás) Asztma λs=2,0, bár egyes populációkban magasabb: >7Asztma λs=2,0, bár egyes populációkban magasabb: >7 Imprinting jelenség: Az atópiára való hajlam kockázata azokban a gyermekekben sokszor nagyobb, akiknek az anyja atópiás.Imprinting jelenség: Az atópiára való hajlam kockázata azokban a gyermekekben sokszor nagyobb, akiknek az anyja atópiás.

6 6 ALLERGÉN T helper (Th2) lymphocyta B lymphocyta IgE hizósejt vascularis permeabilitás simaizom konstrikció gyomorsav értágulat MEDIÁTOROk (pl. hisztamin) AZONNALI ALLERGIAS JELENSÉGEK ALLERGÉN IL-4 IL-13 ELÖZMÉNY IgE keresztkötés Allergia kialakulása (pl. dendritikus sejt) antigén bemutató sejt FELSZABADULASA

7 7 Th0 sejt Th2 Th1

8 8 Példa az asztma gyakoriságának emelkedésére A XX. század elején Budapesten évente egy-két új asztmás gyereket diagnosztizáltak, 2002-ben t.A XX. század elején Budapesten évente egy-két új asztmás gyereket diagnosztizáltak, 2002-ben t.

9 9 Miért emelkednek az allergiás betegségek prevalencái? Legelfogadottabb a tisztasághipotézis (Th1 trigger hipotézis) : a nyugati típusú társadalmakban nem engedjük, hogy a Th1 felé eltolódott immunválasz kialakuljon.Legelfogadottabb a tisztasághipotézis (Th1 trigger hipotézis) : a nyugati típusú társadalmakban nem engedjük, hogy a Th1 felé eltolódott immunválasz kialakuljon. Th1 érés (maturation) hipotézis: A Th1 érés defektussal született gyerekek régebben meghaltak, manapság a jobb egészségügyi ellátás miatt életben maradnak, de allergiások, asztmásak lesznek.Th1 érés (maturation) hipotézis: A Th1 érés defektussal született gyerekek régebben meghaltak, manapság a jobb egészségügyi ellátás miatt életben maradnak, de allergiások, asztmásak lesznek.

10 10 Miért emelkednek az allergiás betegségek prevalencái? (II) Antibiotikumok használataAntibiotikumok használata A levegőben levő szennyeződések reagálnak az allergénekkel és agresszívabbá teszik őket.A levegőben levő szennyeződések reagálnak az allergénekkel és agresszívabbá teszik őket. D vitamin adása kisgyerekeknekD vitamin adása kisgyerekeknek

11 11 EGÉR Asthma modell I.p. OVA (hasba) I.p. OVAOVA inhaláció + Al(OH) 3 + Al(OH) 3 1 % 5 % Légúti túlérzékenység mérése Tüdő-szövettani vizsgálat BAL (bronchoalveoláris lavage ) sejtösszetétel vizsgálata BAL FACS analízis Szérum IgE mérés Génexpressziós vizsgálatok Szenzitizálás I Provokáció Szenzitizálás II

12 12Kemokinek

13 13 Kemokinek szerepe EotaxinokEotaxinok –Receptoruk: CCR3; Vonzzák: eosinofil, Th2 –Eosinofilek degranulációja –Eotaxin -/-: OVA szenzitizálás és provokáció után: hasonló AHR és eozinofilia mint a WT-ban: más kemokinek átveszik szerepét. MCP-1 (Monocyte Chemotactic Protein-1)MCP-1 (Monocyte Chemotactic Protein-1) –Receptora: CCR2; Vonzza: monocita, (aktivált eozinofil), Bazofil degranuláció, Th2 polarizáció RANTESRANTES –Receptor: CCR1,3,5; Vonzza: eozinofil –Bazofil degranuláció, IgE termelés fokozása MIP-1 , MCP-3,4, MDC, IP-10 stb.MIP-1 , MCP-3,4, MDC, IP-10 stb.

14 14 CCR3: eozinofilek, hízósejtek, bazofilek, Th2 sejtek felszínén kemokin receptor: eotaxinok, RANTES, MCP-2,3,4, MIP- 1  receptoraCCR3: eozinofilek, hízósejtek, bazofilek, Th2 sejtek felszínén kemokin receptor: eotaxinok, RANTES, MCP-2,3,4, MIP- 1  receptora Fontos szerep az eozinofilek kemotaxisában és a Th2 sejtek toborzásábanFontos szerep az eozinofilek kemotaxisában és a Th2 sejtek toborzásában OVA kezelt CCR3 KO: csökkent légúti eozinofília, de AHR voltOVA kezelt CCR3 KO: csökkent légúti eozinofília, de AHR volt CC kemokin receptor 3: CCR3 és az asztma

15 15 Eozinofilszám a tüdőben vad (üres hasáb) és CCR3 KO egér tüdejében és BAL-jában placebo (sham) és OVA kezelés után CCR3 KO

16 16 Transzkripciós faktorok szerepe T-bet:Th1; GATA-3: Th2 irányú differenciálódás kulcs faktorai

17 17 Humán eredmény: Asztmások tüdejében alacsonyabb a T-bet expresszió, mint nem-asztmásokban.Humán eredmény: Asztmások tüdejében alacsonyabb a T-bet expresszió, mint nem-asztmásokban. Előállítottak T-bet hiányos egereket. Az egereken spontán, a humán krónikus asztmához hasonló állapot alakult ki.Előállítottak T-bet hiányos egereket. Az egereken spontán, a humán krónikus asztmához hasonló állapot alakult ki. AHR metakolinra, eozinofilek és limfociták perivaszkuláris és peribronchiális infiltrációja, kollagén lerakódás a légutak körül, simaizomsejtek hiperpláziája (remodelling)AHR metakolinra, eozinofilek és limfociták perivaszkuláris és peribronchiális infiltrációja, kollagén lerakódás a légutak körül, simaizomsejtek hiperpláziája (remodelling)

18 18 Human asthma disease pathway

19 19QTL QT: quantitative trait: valamilyen számmal definiálható jellemző. Pl.: LDL-C, vérnyomás, IgE szint,QT: quantitative trait: valamilyen számmal definiálható jellemző. Pl.: LDL-C, vérnyomás, IgE szint, Discontinuous (dichotomous) jellemzők (pl.: ajakhasadék) is lehetnek QT-k: betegség megléte/hiánya.Discontinuous (dichotomous) jellemzők (pl.: ajakhasadék) is lehetnek QT-k: betegség megléte/hiánya. QT-kat is lehet dichotomizálni: pl. 130 feletti szisztolés vérnyomás a kóros.QT-kat is lehet dichotomizálni: pl. 130 feletti szisztolés vérnyomás a kóros. QTL: quantitative trait locus: olyan locus amelyik az adott jellemzővel együtt szegregál.QTL: quantitative trait locus: olyan locus amelyik az adott jellemzővel együtt szegregál.

20 20 LOD = logarithm of odds, annak az esélynek a 10-es alapú logaritmusa, hogy két lókusz genetikailag kapcsolt, összehasonlítva annak az esélyével, hogy nem kapcsolt. Pl. LOD = 3 azt jelenti, hogy 1000x-es (10 3 x) a valószínűsége annak, hogy két lókusz együtt öröklődik, mint annak, hogy nem (0 hipotézis). (A LOD score =3 felel meg a p=0,05-ös valószínűségnek.)LOD = logarithm of odds, annak az esélynek a 10-es alapú logaritmusa, hogy két lókusz genetikailag kapcsolt, összehasonlítva annak az esélyével, hogy nem kapcsolt. Pl. LOD = 3 azt jelenti, hogy 1000x-es (10 3 x) a valószínűsége annak, hogy két lókusz együtt öröklődik, mint annak, hogy nem (0 hipotézis). (A LOD score =3 felel meg a p=0,05-ös valószínűségnek.)

21 21 3 LOD csúcsot detektáltak összesen: 1: D2Mit359–D2Mit416 neve: Abhr1, LOD: 4,2; humán homológok: 10p11-13, 2q12- q14,9q22-q34: GATA-3, IL-1R antagonista 2: D2Mit238–D2Mit298 neve: Abhr2 LOD: 3.7, humán homológok: 9q33-q34, 2q14-q24: prostaglandin synthase 1 3: D7Mit21–D7Mit56, LOD: 1,9, humán homológ: 19q13: IL-11

22 22 -GATA-3, IL-1R antagonista -ProstaglandinE2: asztmások tüdejében emelkedett a szintje, simaizom proliferációt (remodelling) és eozinofilek túlélését fokozza. PGD2: hízósejt termeli, lipid mediátor, macrophage-derived chemokine (MDC)-t indukálja, ami kemoattraktánsa a Th2 sejteknek. -IL-11: B sejtek Ig termelését stimulálja, túlexpressziója megnövekedett légúti ellenállást okoz Jelölt gének

23 23 Humán vizsgálatok Teljes genomszűrés Eddig: 16 szűrés 12 populációnEddig: 16 szűrés 12 populáción 20 régióval találtak kapcsolatot20 régióval találtak kapcsolatot

24 24 Asztma genomszűrések eredményei

25 25 Példa genomszűrésre MARIE-HÉLÈNE DIZIER, et al. Genome Screen for Asthma and Related Phenotypes in the French EGEA Study Am J Respir Crit Care Med Vol 162. pp 1812–1818, 2000 Epidemiological Study on the Genetics and Environment of Asthma, Bronchial Hyperresponsiveness, and Atopy (EGEA): francia genomszűrésEpidemiological Study on the Genetics and Environment of Asthma, Bronchial Hyperresponsiveness, and Atopy (EGEA): francia genomszűrés 107 „nukleáris” családot vizsgáltak, ahol legalább 2 testvérnek volt asztmája (493 résztvevő): sib pair analízis107 „nukleáris” családot vizsgáltak, ahol legalább 2 testvérnek volt asztmája (493 résztvevő): sib pair analízis 254 mikroszatellita marker, 13 cM felbontás254 mikroszatellita marker, 13 cM felbontás 2 lépcsős stratégia: 46 család először, 70% markerrel 61 család másodszor2 lépcsős stratégia: 46 család először, 70% markerrel 61 család másodszor IBD (identical by descent) teszt lehetséges voltIBD (identical by descent) teszt lehetséges volt QT: bőrallergia teszt (skin prick teszt), IgE, eozinofilszám, bronchial responsivenessQT: bőrallergia teszt (skin prick teszt), IgE, eozinofilszám, bronchial responsiveness

26 26 Jelölt gének Asszociációs vizsgálatok

27 27

28 285q31-q33 IL-4, IL-13:  Az IL-4 gén közelében elhelyezkedő mikroszatellita marker és a nem-specifikus (össz) IgE szint között szoros összefüggést találtak.IL-4, IL-13:  Az IL-4 gén közelében elhelyezkedő mikroszatellita marker és a nem-specifikus (össz) IgE szint között szoros összefüggést találtak. Egyes tanulmányokban az IL-4-589*T homozigótaságot asztmával, rhinitissel és atópiával hozták összefüggésbe.Egyes tanulmányokban az IL-4-589*T homozigótaságot asztmával, rhinitissel és atópiával hozták összefüggésbe. Újabb eredmények alapján az IL-13 promoter régiójában a –1111 pozícióban található polimorfizmus szignifikáns kapcsoltságot mutatott asztmával, légúti hiperreaktivitással és pozitív bőrpróbával.Újabb eredmények alapján az IL-13 promoter régiójában a –1111 pozícióban található polimorfizmus szignifikáns kapcsoltságot mutatott asztmával, légúti hiperreaktivitással és pozitív bőrpróbával. IL-13 Arg110Gln: erősebben kötődik receptorához, emelkedett IL-13 és IgE szint, asztma.IL-13 Arg110Gln: erősebben kötődik receptorához, emelkedett IL-13 és IgE szint, asztma.

29 29 IL-13 Arg110Gln polimorfizmus szignifikánsan gyakrabban (P=0,007) fordul elő asztmában (Th2- es betegség), mint juvenilis arthritisben (JIA, Th1-es betegség)

30 30 CD14:. Szerepet játszik a T1/Th2 egyensúly kialakulásában. Bakteriális LPS kötő receptor C/T polimorfizmus: A CC homozigóta: Csökkent sCD14 szint (s= solubilis), csökkent CD14 sűrűség monocitákon, Emelkedett IgE szint, több pozitív bőrpróba (vs TT). Magyarázat: CD14 kötés IL-12 termelést vált ki, segít az élet korai szakaszában a Th1 válasz kialakulásában.Alacsonyabb CD14- gyel Th2 válasz felé billenhet az egyensúly. A CD14-LPS kapcsolat magyarázhatja a gyermekkori fertőzés és az atópia közötti inverz kapcsolatot.CD14:. Szerepet játszik a T1/Th2 egyensúly kialakulásában. Bakteriális LPS kötő receptor C/T polimorfizmus: A CC homozigóta: Csökkent sCD14 szint (s= solubilis), csökkent CD14 sűrűség monocitákon, Emelkedett IgE szint, több pozitív bőrpróba (vs TT). Magyarázat: CD14 kötés IL-12 termelést vált ki, segít az élet korai szakaszában a Th1 válasz kialakulásában.Alacsonyabb CD14- gyel Th2 válasz felé billenhet az egyensúly. A CD14-LPS kapcsolat magyarázhatja a gyermekkori fertőzés és az atópia közötti inverz kapcsolatot. LPS szerkezete

31 316p21.3 Az MHC tartomány: MHC II ( HLA-D ) allergénpeptidek prezentációja a “jobb” vagy “rosszabb” bemutatás más citokineket termelő Th sejtek aktivációját, tehát erősebb vagy gyengébb allergiás immunválaszt eredményez.Az MHC tartomány: MHC II ( HLA-D ) allergénpeptidek prezentációja a “jobb” vagy “rosszabb” bemutatás más citokineket termelő Th sejtek aktivációját, tehát erősebb vagy gyengébb allergiás immunválaszt eredményez. Parlagfű Amb5 allergénjére reagáló fehérek 97,5%-a: DR2.2; nem reagáló: 22% DR2.2; Amb6, Der1 (poratka allergénje) és a Der2-vel kapcsolatban is találtak hasonlókat. Parlagfű Amb5 allergénjére reagáló fehérek 97,5%-a: DR2.2; nem reagáló: 22% DR2.2; Amb6, Der1 (poratka allergénje) és a Der2-vel kapcsolatban is találtak hasonlókat. TNF  : Gyulladási választ közvetítése  Asztma TNF  -308 G/A promóter polimorfizmus: az A allél magasabb expressziót és TNF  szinttel jár.TNF  : Gyulladási választ közvetítése  Asztma TNF  -308 G/A promóter polimorfizmus: az A allél magasabb expressziót és TNF  szinttel jár.

32 32

33 3316p21 IL-4R:IL-4-nek (és az  alegység az IL-13-nak is) receptora  Atópia, asztmaIL-4R:IL-4-nek (és az  alegység az IL-13-nak is) receptora  Atópia, asztma Ile50Val (I75V, ha a szignálpeptidet beleszámolják) az extracelluláris doménben helyezkedik el, valin esetén a receptor erősebben köti az IL-4-t. A Glu576Arg polimorfizmus a jelátviteli intermedierekhez való kötődést változtatja meg. Mindkét esetben a receptor felerősödött jelátvitelét tapasztalták. A vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy az 576-os arginin atópiára hajlamosító hatása domináns, míg az 50-es valin autoszomális recesszív öröklődést mutat. Az egyik vizsgálatban a Glu576Arg polimorfizmus nemcsak asztmára hajlamosított, de a polimorfizmust mutató asztmásokban a betegség tünetei súlyosabbak voltak, így ennek a génváltozatnak betegség-módosító hatása is feltételezhető.Ile50Val (I75V, ha a szignálpeptidet beleszámolják) az extracelluláris doménben helyezkedik el, valin esetén a receptor erősebben köti az IL-4-t. A Glu576Arg polimorfizmus a jelátviteli intermedierekhez való kötődést változtatja meg. Mindkét esetben a receptor felerősödött jelátvitelét tapasztalták. A vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy az 576-os arginin atópiára hajlamosító hatása domináns, míg az 50-es valin autoszomális recesszív öröklődést mutat. Az egyik vizsgálatban a Glu576Arg polimorfizmus nemcsak asztmára hajlamosított, de a polimorfizmust mutató asztmásokban a betegség tünetei súlyosabbak voltak, így ennek a génváltozatnak betegség-módosító hatása is feltételezhető.

34 34 17q11.2 RANTES, MCP-1, eotaxin: Leukociták gyulladáshoz vonzása (kemokinek)  AsztmaRANTES, MCP-1, eotaxin: Leukociták gyulladáshoz vonzása (kemokinek)  Asztma Rantes -403 C/G AEDS, asztma, -28 G/A súlyos asztma (Japán és kínai populációk)Rantes -403 C/G AEDS, asztma, -28 G/A súlyos asztma (Japán és kínai populációk) MCP A/G: magasabb MCP-1 expresszió a G alléllel.MCP A/G: magasabb MCP-1 expresszió a G alléllel.

35 35 MCP A/G vizsgálata asztmában és allergiában. A allél szignifikánsan gyakrabban fordult elő asztmásokban, mint nem-asztmásokban (34,4% vs 21.1%) Szalai C, Kozma GT, Nagy A, Bojszkó Á, Krikovszky D, Szabó T, Falus A. Polymorphism in the gene regulatory region of MCP-1 is associated with asthma susceptibility and severity. J Allergy Clin Immunol 2001 Sep;108(3):

36 36 “Asztma-gének” azonosítása pozícionális klónozással A leszűkített, asszociáló területen gének keresése adatbankokbanA leszűkített, asszociáló területen gének keresése adatbankokban Gének expressziójának vizsgálata egér tüdőben (pl. asztmás vs egészséges)Gének expressziójának vizsgálata egér tüdőben (pl. asztmás vs egészséges) Kiválasztott gén(ek) funkcionális vizsgálataKiválasztott gén(ek) funkcionális vizsgálata

37 37 FcεRIβ (MS4A2): CRTH2 (PTGDR): G1651A (3’UTR) (kínai pop.) GSTP1: Val105Ile (é-európai pop.) CC16 (secretoglobin): A38G (ausztrál pop.)

38 38 Chr11q13:59,500, ,500,000 MS4A2 (FcεRIβ) GPR44 (CRTH2) kb SNP kb SNP

39 39 Chr11q13: 61,850,000-62,050,000 =cc16 kb.320 SNP kb SNP

40 40 pyknonok 127,998 egyedi szekvencia motívum min. 16 nt. hossz. min. 40-szer fordul elő, min. 1-szer CR-ban (exon, UTR) mozaikos elhelyezkedés 1% csak repeat-ekben fordul elő, a többi bárhol egymástól mért táv.: nt. preferált (18-22 nt) miRNS? piknonok rev. komplementereinek NCR előfordulásaiban: RNS másodlagos-szerkezet predikció: intergenikus ter.-en intronban átíródik, sense- antisense viszonyban piknonnal miRNS? nt. hair-pin struktúra Rigotsus et al. PNAS, April.25, 2006

41 41 FractoSet-ek hierarchikus felépülése szekvencia- eltérésekkel és fraktál- szekvencián belüli és közötti pyknon-szekvenciákkal A pyknonok is meghatározott sorrendben, nagyobb egységekben rendeződnek?

42 42 Asztma 11q13: 61,850,000-62,050,000 régió fraktál-szerkezete (FractoGem) 22 db, fraktál- mintázatot kialakító FractoSet

43 Gén - környezet kölcsönhatás példái PKU és phenylalanine fogyasztás Sarló sejtes anaemia gén - malária CCR5 receptor variáns HIV fertőzés és West Nile virus CYP2D6 gén mutáció – gyógyszer metabolizmus

44 A környzeti expositiok hatását befolyásoló genetikai tényezők Expositio Nincs Expositio 4X Rizikó 2X Rizikó Sensitive Genotípus Resistens Genotípus Rizikó szint (alacsony) Sensitive Genotípus Resistens Genotípus

45 45 0%0% 10%20%30%40%50%60%70%80%90%100 % Epilepsia Rheumatoid Arthritis Schizophrenia Huntington Gének Környezet Örökletesség: a betegség genetikai faktorok által meghatározott része Genetikai betegségeket vizsgálunk …

46 46 Ha önmagában vizsgáljuk: az egyes rizikófaktorok hatása egyenként mérsékelt ApoE4: Alzheimer Factor V leiden : DVT HLA: autoimmunity Insulin VNTR : T1DM HFE: Hemachromatosis CCR5: HIV infection CTLA4: Graves disease PPAR  : T2DM NOD2 and 5q31: IBD ApoA5: triglycerides

47 47 Sejtek Génhálózatok? gén A gén B gén C gén D Expresszió microarray Génhálózat modell A B E C D Génexpressziós adatok és a génhálózatok „reverz” modellezése microarray adatokból

48 48 A polymorph variánsok jelentősége Egyes nagy penetranciájú allélikus variánsok közvetlen okai a betegségnek –Huntington kór, cystás fibrosis, Duchenne typusú izomdystrophia Ugyanazon SNP diverz phenotypusban nyilvánulhat meg –mtDNS mutatiok Ugyanazon betegség hátterében különböző gének alterációi állhatnak –Leigh syndroma Legtöbb kórkép multigénes - egy adott gén csak korlátozott ‘penetranciával’ befolyásolja a betegség tüneteit A legtöbb betegség multifaktoriális, ahol a környezet is fontos szerepet játszik –ALS –Schizophrenia –Autismus

49 49 Huntington kór poliglutamin betegség CAG repeat-ek

50 50 APOE genotypus és Alzheimer Kór: az egyes nucleotid cserék aminosav cserét okoznak: – APOE2 ( C—158—R); APOE4 (C –112– R) Ezek az egyes nucleotid változások signifikánsan befolyásolják a betegség rizikóját: APOE4 negative betegnek 9% a rizikója az AD-ra APOE4 positive betegnek 29% rizikója (RR 4 - 5) Két APOE4 allele még nagyobb rizikót eredményez (50% 80 évesen), RR: 10 APOE2 positive beteg RR: 0.5

51 51 A polymorph variánsok jelentősége Egyes nagy penetranciájú allélikus variánsok közvetlen okai a betegségnek –Huntington kór, cystás fibrosis, Duchenne typusú izomdystrophia Ugyanazon SNP diverz phenotypusban nyilvánulhat meg –mtDNS mutatiok Ugyanazon betegség hátterében különböző gének alterációi állhatnak –Leigh syndroma Legtöbb kórkép multigénes - egy adott gén csak korlátozott ‘penetranciával’ befolyásolja a betegség tüneteit A legtöbb betegség multifaktoriális, ahol a környezet is fontos szerepet játszik –ALS –Schizophrenia –Autismus

52 52 A polymorph variánsok jelentősége Egyes nagy penetranciájú allélikus variánsok közvetlen okai a betegségnek –Huntington kór, cystás fibrosis, Duchenne typusú izomdystrophia Ugyanazon SNP diverz phenotypusban nyilvánulhat meg –mtDNS mutatiok Ugyanazon betegség hátterében különböző gének alterációi állhatnak –Leigh syndroma Legtöbb kórkép multigénes - egy adott gén csak korlátozott ‘penetranciával’ befolyásolja a betegség tüneteit A legtöbb betegség multifaktoriális, ahol a környezet is fontos szerepet játszik –ALS –Schizophrenia –Autismus

53 53 Pt. 2Pt. 1. A dystrophin génben GAG (a 22. exonban) deletióval rendelkező családban calpain deficiencia. A phenotypus extrem enyhe

54 54 A dystrophin génben GAG (a 22. exonban) deletió A calpain cDNS-ben nincs mutatio, de hiányzik ill. csökkent mértékben expressálódik a protein

55 55 A polymorph variánsok jelentősége Egyes nagy penetranciájú allélikus variánsok közvetlen okai a betegségnek –Huntington kór, cystás fibrosis, Duchenne typusú izomdystrophia Ugyanazon SNP diverz phenotypusban nyilvánulhat meg –mtDNS mutatiok Ugyanazon betegség hátterében különböző gének alterációi állhatnak –Leigh syndroma Legtöbb kórkép multigénes - egy adott gén csak korlátozott ‘penetranciával’ befolyásolja a betegség tüneteit A legtöbb betegség multifaktoriális, ahol a környezet is fontos szerepet játszik –ALS –Schizophrenia –Autismus

56 % - sporadikus (SALS) 10-20% - familiaris (FALS) 20%-a a FALS eseteknek SOD1 mutatio FALS - általában autosomalis dominans Juvenilis formák gyakrabban recessívek ALS (amyotropiás lateralsclerosis)

57 57 Amit tudunk? A betegség kezdete ≥ 45 év Több férfi érintett, mint nő Nem ismerünk hajlamosító környezeti tényezőt Nincs etnikai ill. földrajzi predispozíció TypusÖröklésGén Locus ALS1AD21q22 ALS2AR2q33-35 ALS3AD18q21 ALS4AD9q34 ALS5AR, XD*15q ALS616 ALS720

58 58 88 mutatio: –77 substitutio –3 insertio –2 deletio SOD1 Missense mutatio „toxic gain of function” A SOD1 knockout egér: phenotypusa norm. A mutáns SOD1-et overexpressáló egér: ALS Szabadgyök kötő, az oxidative stressztől védő functio

59 59 Amit gondolunk Esetlegesen szerepet játszó gének APEX (apurinic/apyrimidine endonuclease) APOE4 NEFH (Neurofilament Heavy Subunit) NAIP (neuronal apoptosis inhibitory polypeptide) EAAT2 (excitatory amino acid transporter) KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes NSDP: Nervous System Disease Pathway

60 60 Perifériás vér lymphocyták vizsgálata neuropsychiátriai genomikai következtetés NAGY KIHÍVÁS

61 61 1% az incidencia a populációban A schizophren betegekkel kapcsolatban álló egyének között az incidencia magasabb SCHIZOPHRENIA

62 62 Pathway z value Galactose metabolism2.01 Purine metabolism 2.67 Huntington disease 4.77 Regulation of p27 phosphorylation during cell cycle progr Genotipizálás: teljes genom linkage : 322 gén az érintett 2 Mb-on Expressziós vizsgálat: 2545 eltérően kifejeződő gén 15 gén (néhány ismert, pl GAD2)

63 63 „bibliomics” abstract (neuropsych+immune-inflammation) 39,000 bio-molecular kapcsolat: 5,400 gén Cytoscape –

64 64

65 65 * Minden génnél SNP LOD score és gén expresszió kombináció = Z-score. * Minden gén Z érték és a szomszédos Z értékek kapcsolása * a hálózat összes csomópontja, ami >Z küszöb

66 66 Hét gén

67 67

68 68 Minden potenciális csomópont gyógyszertarget molekula

69 69 A komplex öröklődés rejtélye: Autismus Az autismus az alábbi 3 tünetcsoporttal jellemzett neuropsychiatriai syndroma –Kommunikációs/Nyelvi Zavarok –Kóros szocialis interactiok –Restrictive, repetitive viselkedés Kezdet: 3 év alatt Az egyik leggyakoribb genetikus neurodevelopmentalis rendellenesség Relative Risk testvérekben = 50 Általánosan magas genetikai kockázat, de sok gén érintett

70 70 Az autismus coexistenciája egyéb neurodevelopmentalis betegségekkel Epilepsy 30% Rare disorder 10% AUTISM Social behavior OCD Language Autismus: nemcsak egyetlen tünet A viselkedészavarok széles spektruma A phenotypus pontosítása, endophenotypus mgh. döntő (pl. az érzelmek megfigyelésének hiánya az autizmus egyik endophenotypusának)

71 71 Autism genomics

72 72 Strong correlation with AUTISM - Isodicentric chromosome 15 (Idic15) (duplications of the multi-disorder critical region of 15q11–14) - Maternal inheritence -1. Lymphoblast cell lines derived from individuals with both autism and Idic15. array-based comparative genomic hybridization -2. Whole-genome expression profiling 112 transcripts significantly dysregulated UPREGULATION ubiquitin protein ligase E3A (UBE3A; 15q11–q13), HERC2 DOWNREGULATION APP and SUMO1 NEURONAL APOPTOSIS dysregulation of ubiquitination genotoxicity

73 73 CGH Baron et al Human Molecular Genetics, 2006, 15:1-17 Centroid hierarchia clustering

74 74 UBE3A upregulation at both mRNA and protein level

75 75 Contribution to understanding mechanism of autism based on these data neuronalis apoptosis (ko: csökkent motorikus aktivitás) ubiquitin-like dysregulated ubiquitination inappropriate reduction in apoptosis ?

76 76 A komplex genetika feltételei Nagy mintaszám: Kollaboráció Homogén populáció A phenotypusok, endophenotypusok precízebb újra definiálása (tünetek kezdete, képalkotó eljárások) Új analitikai módszerek, több tízezer SNP Teljes genom vizsgálatok (CGH, expresszió) „Candidate pathway analysis”


Letölteni ppt "1 Genomika klinikai alkalmazásai 2. Falus András TUMOR CARDIOVASC/OBESITÁS ASTHMA NEUROPSYCHIATRIA."

Hasonló előadás


Google Hirdetések