genomika klinikai alkalmazásai 1
DESCRIPTION
Genomika klinikai alkalmazásai 1. TUMOR CARDIOVASC/OBESITÁS. ASTHMA NEUROPSYCHIATRIA. Falus András. Genomika az onkológiában. Ígéretes eredmények microarray génexpresszió mérés klinikai alkalmazásában. Hisztológiailag hasonló tumorok elkülönítése Leukémia Melanoma Emlőrák - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Genomika klinikai alkalmazásai
1.
Falus András
TUMORCARDIOVASC/OBESITÁS
ASTHMANEUROPSYCHIATRIA
![Page 2: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Genomika az onkológiában
![Page 3: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Ígéretes eredmények microarray génexpresszió mérés klinikai
alkalmazásában
• Hisztológiailag hasonló tumorok elkülönítése
• Leukémia• Melanoma• Emlőrák
– Jobb prognózis– Betegek szubtipizálása– Metasztázis kialakulásának jóslása– Gyógyszerérzékenység jóslása– Áttétes tumorok eredetének kiderítése
![Page 5: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/5.jpg)
Autocrine and paracrine regulations in melanoma
Lazar et al, 2000
![Page 6: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/6.jpg)
Pos, et al
![Page 7: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/7.jpg)
7
![Page 8: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/8.jpg)
8
![Page 9: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/9.jpg)
9
![Page 10: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Diffúz nagysejtes B sejt lymphoma
•Szövettani•Immunológiai•PCR (egyes gének) módszerrel
Eddig nem voltdiff. diagnózisa:
![Page 11: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/11.jpg)
11
![Page 12: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/12.jpg)
12
lymphochip
Rheum.arthritisspecifikus “signature”
(202 RA beteg limfocitái)
Immungenom:az emberi genom 6%-a
![Page 13: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/13.jpg)
13
A melanoma máj metastasis prediktor génkészlete
Bittner et al, Nature, August, 2000Saghatelian et al, PNAS, 2004
![Page 14: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/14.jpg)
14
![Page 15: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/15.jpg)
15
![Page 16: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/16.jpg)
16
The most frequent chromosomal alterations in prostate cancer are deletions of parts of chromosome arms 6q, 8p, 10q, 13q, 16q and 17p, and amplification of 8q (Trapman et al. 1994; Van Alewijk et al. 1999 for chromosome arm 8p). Some chromosomal alterations can already be recognized in pre-cancerous lesions. However, chromosomal alterations are most frequent in tumor metastases. In a subset of endocrine-therapy resistant prostate cancers, amplification of the androgen receptor gene, which is located on the X chromosome, has been found (Koivisto et al. 1997). Out of the many known traditional oncogenes and tumor suppressor genes, inactivation of P53 at 17p and PTEN at 10q contribute most frequently to prostate cancer growth (Vlietstra et al., 1998).
![Page 17: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/17.jpg)
17
![Page 18: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/18.jpg)
18
![Page 19: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/19.jpg)
19
![Page 20: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/20.jpg)
20
![Page 21: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/21.jpg)
21
![Page 22: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/22.jpg)
22
J Clin Invest. 2004 March 15; 113 (6): 913–923DOI: 10.1172/JCI200420032
Gene expression profiling predicts clinical outcome of prostate cancerGennadi V. Glinsky,1 Anna B. Glinskii,1 Andrew J. Stephenson,2 Robert M. Hoffman,3 and William L. Gerald2
1Sidney Kimmel Cancer Center, San Diego, California, USA. 2Department of Pathology, Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, New York, New York, USA. 3AntiCancer Inc., San Diego, California, USA.
12,625 transcripts in prostate tumors from patients with distinct clinical outcomes after therapy as well as metastatic human prostate cancer xenografts in nude mice
![Page 23: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/23.jpg)
23
![Page 24: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/24.jpg)
24
![Page 25: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Hunt Nurse Hartwell
Orvosi Nobel-dij, 2001
![Page 26: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/26.jpg)
26
IL6sIL6RIL6+sIL6R
Expression of some genes of HepG2 is highly enhanced by sIL6R
proh
ibitin
fos-rel
CD
C25A
cy clin A
cyclin D
1
kin
ase 4 inh
cyclin E
C-1
CD
C25B
IL2R
b
Hd
GF
0
* ***
Holub, 2001
![Page 27: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/27.jpg)
27
![Page 28: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/28.jpg)
28
MicroRNA (miRNA):
•miRNA first discarded as junk or unwanted breakdown products, first example of miRNAs was described in C. elegans in 1993.
•Small (~21nucl), non-coding RNAs that are encoded in the genomes of plant and animals. They regulate the expression of genes by binding to the 3´-untranslated region (3´-UTR) of specific mRNAs.
•Over 250 miRNAs detected in humans, nearly 80% of which areconserved in mammals.
•Each miRNA is thought to regulate multiple genes, and about 1/3 of the human genome has been proposed to be regulated by miRNAs. The role of miRNA in regulating gene expression could be as important as that of transcription factors.
•A number of miRNAs, are encoded in introns of primary mRNA transcripts.
![Page 29: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/29.jpg)
29
The process of miRNA
1. TranscriptionmiRNA are initially expressed as part of transcripts called primary miRNAs (pri-miRNA) – long with multiple hairpins. They are transcribed by RNA Polym II and include 5´-cap and 3´-poly A tails. The miRNA portion of the pri-mRNA forms a hairpin structure.
2. Hairpin release in the nucleusDrosha (dsRNA-specific ribonuclease) digests the pri-miRNA to release the hairpin, precursor miRNA (pre-miRNA) – about 70nt.
3. Export to the cytoplasmExportin-5 exports the pre-miRNAfrom the nucleus to the cytoplasm.
4. Dicer processingDicer cleaves the pre-miRNA into mature miRNA – the resulting double stranded RNA is 21-25 nucl long and has 1-4 nt 3´-overhangs at each end.
5. Strand selection by RISC (RNA-induced silencing complexes)
exportin-5
![Page 30: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/30.jpg)
30
microRNA expression profiles classify human cancers
Lu et al. Nature 435: 834, 2005
![Page 31: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/31.jpg)
31
![Page 32: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Cardiovascularis betegségekgenomikája
![Page 33: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Apolipoprotein E
• ApoE, 19q13.2, chylomicron-remnant, VLDL, IDL része, májban és a bélben szintetizálódik, 3 gyakori variáció: E2, E3, E4 (affinitásuk a receptorhoz sorrendje is), gyakoriságuk: E3: 0,77; E4: 0,15; E2: 0,08.
• E2 hordozók 10%-kal alacsonyabb plazma koleszterin, E4 hordozók 5%-kal magasabb, mint az E3 homozigóták.
![Page 34: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/34.jpg)
34
ApoE három fő izoformájaSH csoport véd az oxidáció ellen
Kötődés erőssége az apoE
receptorhoz
Gyenge
Közepes
Erős
Két SH csoport
Egy SH csoport
Nincs SH csoport
![Page 35: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/35.jpg)
35
A dohányzás apoE 3/3 genotípusúakban 1,49x kockázatot jelent koronária betegségre, míg E4 allélal rendelkezőkben 2,79x-t.
Smokers
![Page 36: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/36.jpg)
36
ApoE4 és dohányzás egymásra hatásának magyarázata
• ApoE4 hordozókban a kisebb sűrűbb LDL részecskék vannak, amelyek hajlamosabbak az oxidációra: oxLDL nagyon atherogén.
• Dohányzás tovább növeli az oxidatív stresszt: még könnyebben oxidálódnak az LDL részecskék.
![Page 37: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Koleszterinszint befolyásolása diétával
• Önkéntes férfiakat etettek koleszterinben gazdag diétával. 9%-uk egyáltalán nem reagált (hyporesponders), 9%-uknak az átlagosnál sokkal jobban megemelkedett a szérum koleszterinszintje (hyperresponders). Ez egy reprodukálható jellemzőnek bizonyult.
• ApoE2: hyporesponders• Koleszterinszint csökkentő diétára legjobban
reagáltak a apoE 3/4 genotípussal rendelkezők (23% csökkenés).
![Page 38: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Monogénes hiperkoleszterinémiák
• Familiáris hiperkoleszterinémia, Autoszomális kodomináns, LDL receptor mutáció
• LDLR, 19p13.2, >900 mutáció, 1/500 prevalencia• Homozigóta: extrém magas LDL-C, normális TG,
tendon xanthoma, CAD már gyermekkorban, gyakorlatilag nem függ környezeti hatásoktól, LDL apheresis
• Heterozigóta: 2-3x LDL-C, fenotípus függ az egyéb kockázati tényezőktől, betegség statin (HMG-CoA reduktáz gátló), ezetimibe (koleszterin felszívódás gátló) gyógyszerekkel kezelhető.
![Page 39: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Többszörösen telítetlen omega-3 zsírsavakban gazdag táplálkozás (halolaj fogyasztása) a variáns homozigótákban
megakadályozta a karotisz média intima vastagságának növekedését: a halolaj fogyasztása a homozigóta hordozókban
csökkenti a karotisz szűkület kialakulásának esélyét. Feltehetőleg a halolaj eltolja a kevésbé aktív leukotrién B5 felé
a szintézist, és gyulladásellenes mediátorok szintézisét is indukálja.
![Page 40: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Alkohol és a kardiovaszkuláris betegségek
• Kis mértékű alkoholfogyasztás (kb. napi egy korsó sörnek, vagy pohár bornak megfelelő alkohol) csökkenti a kardiovaszkuláris betegségek kockázatát: J alakú görbe
![Page 41: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Alkohol dehidrogenáz (ADH)
• 3 izoenzim: ADH1, ADH2, ADH3• ADH3: 2 gyakori allél: 1 (40%
allélgyakoriságú, gyors metabolizmus); 2 (60%, lassú (2,5x-es különbség)
22 hajlamos alkoholizmusra, alkohol okozta szervkárosodásra
![Page 42: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Azokban, akik ADH3 genotípusúak, és naponta legalább 14g alkoholt ittak, kb.1 pohár sör)de nem alkoholisták, az MI kockázata 0,14 re csökkent, azaz 7,1x kisebb esélyük volt az MI kialakulására A vizsgálatban 40-84 éves USA férfi orvosok vettek részt.
Kiindulólétszám: 14.916, követési idő: 12 év; 396 kapott MI-t
![Page 43: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/43.jpg)
43
A napi több, mint egy italt (14g alkohol) elfogyasztó, ADH3 genotípusú férfiaknak (nőknek is) volt a legmagasabb a HDL szérumszintjük
Az alkohol részben a HDL szint emelésével csökkenti az MI kockázatát, A lassabban lebontó izoenzimekkel rendelkezőkre erőteljesebb ez a hatás. Statisztikai elemzések alapján az alkohol más mechanizmussal is csökkenti a CAD kialakulását
![Page 44: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Monogénes obezitások
• Leptin: 7q31.3; Kongenitális leptin hiány: ritka, 5 család a világon, ob/ob egér
• korai obezitás, nagy ételbevitel, hiperinzulinémia, T sejt szám és funkció zavara, hypogonadotropic hypogonadismus
• G133: rövid leptin, nem hajtogatódik jól, nem expresszálódik
• Missense mutáció: Arg105Trp (BMI:55,8)• heterozigóták is kövérebbek (23%-kal
magasabb testzsír)
![Page 45: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/45.jpg)
45
![Page 46: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/46.jpg)
46
Melanocortin 4 receptor (MC4R)
• 18q22• Mutációja a leggyakoribb oka a morbid
obezitásnak (BMI>40). Az extrém kövér betegeknek 6%-a hordoz MC4R mutációt
• Kodomináns. Bizonyos etnikumokban 100% a penetrancia a heterozigótákban is. Korai manifesztáció. Haploinsufficiency.
• 70 féle mutáció. Magas zsírtömeg de a sovány tömeg is magas, magas éhgyomri inzulin, hiperfágia (de nem olyan súlyos, mint leptinhiányban, felnőttkorban enyhülnek a tünetek.
![Page 47: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/47.jpg)
47
PPARG
• 3p25, peroxisome proliferator-activated receptor-gamma, transzkriciós faktor magreceptor, zsírsejtek differenciálódásában van szerepe
• 15 hivatkozás• Funkcióvesztést okozó mutációja: obezitás, 2DM,
inzulinrezisztencia, magasvérnyomás (is)• PRO115GLN mutáció: súlyos obezitást okoz• 161C-T polimorfizmus: kövérekben magasabb
leptinszint• Több tanulmányban BMI-vel asszociált• Pro12Ala (gyakori) metaanalízis: obezitás BMI>27
páciensekben p = 0.0006, 19.136 összes beteg. Ala homozigótaság véd az obezitás ellen
![Page 48: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/48.jpg)
48
Uncoupling protein 2 (UCP2)• 11q13, szétkapcsolja a mitokondriumban a
hőtermelést az egyéb energiafogyasztó folyamatoktól: testhőmérséklet, glükóz metabolizmus
• 11 hivatkozás• -866G-A promóter polimorfizmus, gyakori (kb. 60%),
emelkedett expresszió, csökkent kockázata az obezitásnak. Becslések szerint az obezitások 15%-áért felelős a gyakoribb (G) allél
• 2 kapcsolt polimorfizmus (alanin/valin szubsztitúció exon 4-ben és egy 45-bp inzerció/deléció polimorfizmus az exon 8-nak a 3’ nem átíródó régiójában(UTR)) Pima indiánokban az alvás közbeni anyagcsere sebességgel volt kapcsolatban.
![Page 49: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/49.jpg)
49
Az UCP2 gén genomszerveződése és néhány polimorfizmusának elhelyezkedése. A két
obezitással kapcsolatba hozott polimorfizmus a -866G/A, és a 8-as exon 3’ UTR-ben található 45nt-
del/ins.
![Page 50: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/50.jpg)
50
UCP3 genomszerveződése és polimorfizmusainak elhelyezkedése. Az obezitás szempontjából fontosak a V102I (3-as exon) és a 6-os exonban található splice-donor stop (GgtGat, ahol G az exonhoz tartozik, gt az intronhoz. A gt szekvencia az intron elején a splice donor szekvencia. Létfontosságú ahhoz, hogy az mRNS-ből az intron kivágódjon. Mutációja esetén torz, működésképtelen fehérje keletkezik.
![Page 51: Genomika klinikai alkalmazásai 1](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062309/568134f3550346895d9c3aea/html5/thumbnails/51.jpg)
51