Génexpresszión alapuló mechanizmus és biomarker kutatások krónikus gyulladásos betegségekben Nagy László Debreceni Klinikai Genomika Központ

Biobankolás Real-time quantitative PCR Microarray DNA szekvenálás Laser microdissection Debreceni Klinikai Genomikai Központ Szolgáltatások Műszerközpont Technikai segítség Adat analízis, bioinformatika Pályázatok: NKFP ( ) RET ( ) NKTH ( ) K&F szerződések: Pharma és biotech cégek.

Pre-klinikai és klinikai kutatások Genomika (transzkriptomika, SNP) Biomarker felfedezés Epigenetika Biobankolás

Módszerfejlesztés klinikai kutatásokhoz Genomika –Nemzeti Genomikai Technológiai Platform Biomarker felfedezés és biobankolás –Partnerek: Pfizer, Astra Zeneca, Richter Gedeon, Biosystems International, Roche Hungary –Biobankolás: COPD, Schizophrenia, Lung cancer, Leukemias –Módzserfejlesztés: UPL alapú miRNA mérés (Roche Hungary and Astrid Research) Epigenetika –Partnerek: Diagenode Belgium and Millipore USA –Területek: epigenetikai standardok és automatizált munkafolyamatok

Magna pure LC Affymetrix Tecan Genesys LC480 ABI 7900 Biobanking Nucleic acid isolation Global gene expression profile Validation on QPCR systems of the results A minta útja:

Krónikus obstruktív tüdőbetegség (COPD) Krónikus bronchitis és emphysema jellemzi. A WHO szerint 2010-re a negyedik leggyakoribb halálok lesz. Mathers et al. PLoS Medicine Vol. 3, No. 11

A systems biology approach to a human disease unbiased non-hypothesis driven research Animal model Smoking mouse Genetic analysis 250/250 Proteomics (Ciphergene) 30/30 Lung tissue collection 25/25 BALmacrophage Affymetrix 20/20 Monocyte and Mono-Mac Affymetrix 20/20 Collaboration between Debrecen Clinical Genome Center and Pfizer Global Research

Outline of the experimental design Control patients COPD patients BAL fluide Alveolar M  purification RNA Extraction & labeling Hybridization to Affymetrix GeneChips

Control COPD Betegségspecifikus génexpressziós mintázat azonosítása

A B Betegségspecifikus génexpressziós mintázat azonosítása alveoláris makrofágokból és perifériás monocitákból

Összefoglalás I. COPD Betegségspecfikus génexpresszió határozható meg alveoláris makrofágokból és perifériás monocitákból. A mintázat csökkent, külső stimulusra adott válaszkészségre utal. Átfedés van az alveoláris makrofág és a perifériás monocita génexpresszió között. Egyes gének kifejeződésének szintje korrelál a tüdőfunkcióval.

Gyulladásos bélbetegségek A Crohn betegség és az Ulceratív colitis is ebbe a csoportba tartozik. Csak az USA-ban és Európában közel 4 millió embert érint. Loftus: Gastroenterology May;126(6):

Rheumatoid Arthritis Autoimmun kórkép, mely elsősorban az ízületeket támadja meg. Az átlagos incidencia 3/10,000 köré tehető. Loftus: Gastroenterology May;126(6):

Krónikus plakkos Psoriasis A bőrt, a körmöket, ritkán a nyálkahártyát érintő krónikus, kiújulásra hajlamos, gyulladásos bőrbetegség. A nyugati populációkban kb. 2-3% a prevalencia. Langley: Annals of the Rheumatic Diseases 2005;64:ii18- ii23

Célkitűzés Lehet-e perifériás vérmintákból génexpressziós mintázatok meghatározásával gyulladásos és betegségspecifikus markereket azonosítani?

Módszerek Vérmintából RNS szeparálása 28S 18S Ficoll grádiens centrifugálással perifériás mononukleáris sejtek gyűjtése RNS szeparálása Trizol protokoll alapján

Taqman Low Density Array analízis RNS átírása cDNS-sé RT-PCR-ral TLDA analízis a cDNS mintákból

Gének kiválasztása A HuGe Navigator Az irodalom A labor előző vizsgálata Nemzetközi adatbázisok (OMIM, Ensembl)‏ alapján 400 génből álló adatbázisból választottuk ki a 96 gént

Klinikai mintagyűjtemény

Eredmények Krónikus gyulladás markerei? IBD Psoriasis Rheumatoid A. Kontroll vs

Válasz külső ingerreSejtnövekedés gén1 p= gén2 p= gén1 p= gén1 p= gén1 p=0.0023

Betegségpanelek?

Gén panelek - génfunkció 27 gén (14 egyedi)‏17 gén (6 egyedi)‏33 gén (20 egyedi)‏ Válasz külső ingerre (22 gén)‏ Sejtnövekedés és - fenntartás (11 gén)‏ Fehérje- és peptidbontás (7 gén)‏ Anyagcsere (9 gén)‏ Csoporton kívüli (7 gén)‏

Van-e korreláció a klinikai állapottal?

IBD Crohn vs Colitis ulcerosa Egészséges Crohn Colitis ulcerosa

Crohn vs Colitis ulcerosa ADAM10, CUGBP1, CUGBP2, DUSP1, ETS2, FOS, IL18, IL6, PGRMC1, SLC33A1

Psoriasis Arthritis vs Arthritis negatív Arthritises forma Csak bőrérintettség

Arthritis vs Arthritis negatív

Rheumatoid arthritis Erosive vs Non-erosive

Összefoglalás II. Krónikus gyulladások RA, IBD, Psoriasis Perifériás vérból betegség és gyulladás specifikus génexpresszió határozható meg. Ez a mintázat jellemző lehet a betegség altípusaira és új diagnosztikus és terápiás célpontokat is kijelölhet. Dudley JT, Tibshirani R, Deshpande T, Butte AJ: Disease signatures are robust across tissues and experiments. Mol Syst Biol 2009, 5:307.

Köszönetnyilvánítás DE OEC Biokémiai és Molekuláris Biológiai Intézet Póliska Szilárd Meskó Bertalan Fürtös Ibolya DEOEC Tüdőgyógyászati klinika Dr. Csánky Eszter Bodnár Zsuzsa DE OEC II. Belgyógyászati klinika Dr. Palatka Károly Dr. Papp Mária DE OEC III. Belgyógyászati klinika Dr. Szekanecz Zoltán Domján Andrea DE OEC Bőrklinika Dr. Szegedi Andrea Köszönöm a figyelmet!