k perspektivám dna diagnostiky u komplexních nemocí
DESCRIPTION
K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí. 20.5.2009. Genom ve zdraví a nemoci. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/1.jpg)
K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí
20.5.2009
![Page 2: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/2.jpg)
Genom ve zdraví a nemociGenetická výbava jedince
(souhrn všech genů=genom) je sice osudově zadána v okamžiku zplození, ale není pro další život konečná, protože v průběhu života se může měnit jak pod vlivem četných faktorů prostředí, tak pod vlivem dalších faktorů epigenetických i genetických.
![Page 3: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/3.jpg)
Genomická stabilita vs. variabilitaStabilita genomu je trvale
ohrožována mnoha mechanismy během replikace buněk
Variabilita genomu zajišťuje optimální míru adaptace populace na rychleji se měnící okolní podmínky
![Page 4: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/4.jpg)
Genové mutace jako příčina variability v genech
Mutace v somatických buňkách Vznikají kdykoliv v průběhu života Jsou buněčně nebo orgánově specifické
a obvykle se nepřenášejí na potomstvo
Mutace v germinativních buňkách Jsou součástí genetické predispozice k
nemocem Jsou přítomny ve všech buňkách jedince Přenášejí se na potomstvo
![Page 5: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/5.jpg)
MR Stratton et al. Nature 458, 719-724 (2009)The lineage of mitotic cell divisions from the fertilized egg to a single cell within a cancer showing the timing of the somatic mutations acquired by the cancer cell and the processes that contribute to them.
Mutace v somatických buňkách Sporadická rakovina kolorekta
![Page 6: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/6.jpg)
MR Stratton et al. Nature 458, 719-724 (2009)
Somatické mutace v jednom genomu pacienta s kolorektálním karcinomem
![Page 7: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/7.jpg)
Genové mutace
Mutací vzniklé alely jsou v populaci z různých důvodů vzácné (např. jsou výrazně patologické a tudíž jsou z populace odstraňovány selekcí, nebo vznikly nedávno a nestačily se v populaci rozšířit) a časté (polymorfismy).
![Page 8: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/8.jpg)
Komplexní (multifaktoriální, multigenní) nemoci
Za genetickou predispozici mnoha biologických procesů, evolučních adaptací a tedy také tzv. komplexních nemocí zřejmě odpovídají kombinace určitých genů a určitých faktorů zevního prostředí.
Interakční efekty a vliv vnějších faktorů však nutně musíme očekávat i v případě mendelisticky děděných nemocí, což se koneckonců projevuje ve všeobecně známé lékařské zkušenosti se širším klinickým spektrem příznaků stejného onemocnění.
![Page 9: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/9.jpg)
Komplexní (multifaktoriální, multigenní) nemoci
musíme počítat s tím, že fakticky každá choroba má nějaké genetické pozadí, jehož podíl na manifestaci dané choroby je různý.
Své genetické pozadí mají i tak relativně vzdálené proximální fenotypy, jako je např. kvalita života u nemocných s chronickým kardiovaskulárním onemocněním.
![Page 10: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/10.jpg)
Genetické studiestrategie výběru kandidátních genů. Tato otázka je podstatně jednodušší u
mendelisticky děděných nemocí, kde se změněná funkce jednoho genu snádněji identifikuje.
výběr typu studie (a příslušné statistické metodologie), která zhodnotí sílu asociace genů s chorobami. Možnosti jsou v zásadě dvě:
linkage (vazebná) analýza asociační studie. K detekci specifických genetických oblastí a
genů, které se účastní v transmisi nemoci, je v principu možné použít obě metody.
![Page 11: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/11.jpg)
Asociační studie vyšetřují souvýskyt markeru a nemoci na
populační úrovni, tj. u nepříbuzných jedinců, obvykle srovnáním frekvencí markerů u nepříbuzných nemocných a kontrolních subjektů (studie case-control). Statistickou sílu asociace je možno dále zvýšit obohacením o další kritéria, jako jsou klinické subtypy nemoci (studie case-case), závažnost nemoci, časný začátek nemoci, rizikové faktory pro nemoc včetně pohlaví a vhodné biologické znaky (např. plasmatické hladiny cytokinů při asociaci genetických polymorfismů v cytokinových genech; studie genotyp-fenotyp).
![Page 12: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/12.jpg)
DNA markery U komplexních nemocí se ukazuje, že je možno
asociovat alely mnohých polymorfismů s výskytem komplexní nemoci nebo některými intermediálními znaky onemocnění (hladiny proteinů, rodinná anamnéza aj.) statisticky asociovat, čili přinejmenším najít genetický marker, s touto nemocí asociovaný.
Určitý genotyp nebo alela daného polymorfismu tak představuje vyšší (nižší) riziko pro nemoc.
Odds ratio (OR):
Počet nemocných s riz. genotypem x počet zdravých bez riz. genotypuPočet nemocných bez riz. genotypu x počet zdravých s riz. genotypem
DNA marker nemusí mít kauzální vztah k nemoci. Pro klinicky užitečný markerje třeba, aby jeho asociace s nemocí nebo jeho příznakem byla statisticky co nejužší.
![Page 13: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/13.jpg)
Asociační studie-příklad: I/D ACE
RPR, renin/prorenin receptor; Mas, mas oncogene, receptor for Ang 1–7; AT2R, angiotensin type 2 receptorAT1R, angiotensin type 1 receptor, IRAP, insulin-regulated aminopeptidase; Ang IV receptor AMPA, aminopeptidase A; AMPM, aminopeptidase M; ACE, angiotensin-converting enzyme; ACE2, angiotensin-converting enzyme 2; NEP, neutral endopeptidase.
Fyhrquist F and Saijonmaa O, Journal of Internal Medicine 264: 224-236, 2008
![Page 14: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/14.jpg)
I/D ACE - genotyping
ID
II
DD
Dvě formyTestikulární ACE (ancestral) je exprimován během terminální diferenciace lidských spermatocytů
Somatická ACE (duplikovaná u Chordat) se exprimuje v oblastech vysokého průtoku tekutin
D alela asociovaná s mnoha diagnózami všetně psychiatrických a většiny rakovin. Výsledky kardiovaskulárních studií mnohdy kontraverzní Moskowitz DW et al., Current
Topics in Medicinal Chemistry 4: 1431-1452, 2004
ACE
![Page 15: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/15.jpg)
I/D ACE polymorphism a akutní srdeční selhání
I/D ACE *ASS ; LS MeansWilks lambda=,96581, F(4, 970)=4,2548, p=,00203
Effective hypothesis decompositionVertical bars denote 0,95 confidence intervals
I/D ACE DD I/D ACE ID I/D ACE II
False True
ASS
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
EF L
V 10
-90%
Pávková-Goldbergová et al., not published
![Page 16: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/16.jpg)
I/D ACE a akutní srdeční selhání
I/D ACE *ASS ; LS MeansWilks lambda=,96581, F(4, 970)=4,2548, p=,00203
Effective hypothesis decompositionVertical bars denote 0,95 confidence intervals
I/D ACE DD I/D ACE ID I/D ACE II
False True
ASS
140
160
180
200
220
240
260
280
300
320
340
Pain
(min
)
Pávková-Goldbergová et al., not published
![Page 17: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/17.jpg)
I/D ACE, CAD a diabetesACE ID*CAD*d iabetes; LS Means
W ilks lambda=,98465 , F (3 , 630)=3 ,2730, p=,02081Effective hypo thesis decomposition
Vertica l bars denote 0 ,95 confidence in te rva ls
ACE ID 1 ACE ID 2
d iabetes: 1
CAD: 1 240
45
50
55
60
65
70
EF L
K
d iabe tes: 2
CAD: 1 2
Blahák J et al., not published
![Page 18: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/18.jpg)
I/D ACE, CAD a diabetesACE ID*CAD*d iabetes; LS Means
W ilks lambda=,98465, F (3 , 630)=3,2730, p=,02081Effective hypo thesis decomposition
Vertica l bars deno te 0 ,95 con fidence in te rva ls
ACE ID 1 ACE ID 2
d iabetes: 1
CAD: 1 24,0
4 ,5
5 ,0
5 ,5
6 ,0
6 ,5
7 ,0
7 ,5
8 ,0
8 ,5
9 ,0
glyk
emie
d iabetes: 2
CAD: 1 2
Blahák J et al., not published
![Page 19: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/19.jpg)
I/D ACE, CAD a diabetesACE ID*CAD*d iabetes; LS Means
W ilks lambda=,98465, F (3, 630)=3 ,2730, p=,02081Effective hypo thesis decomposition
Vertica l bars denote 0 ,95 con fidence in te rva ls
ACE ID 1 ACE ID 2
d iabetes: 1
CAD: 1 20,6
0 ,8
1 ,0
1 ,2
1 ,4
1 ,6
1 ,8
2 ,0
2 ,2
2 ,4
2 ,6
2 ,8
TG
d iabetes: 2
CAD: 1 2
Blahák J et al., not published
![Page 20: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/20.jpg)
I/D ACE a CHSSFarmakogenetické aspekty dávkování betablokátorů
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Patients withrecommended
dose of BB(113)
Patients withoutBB (91)
Patients withlower than 50%dose of BB (33)
DD
ID
II
Pg=0.005, Pa=0.002
Vasku A et al., Cas Lek Ces 2006
![Page 21: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/21.jpg)
I/D ACE a CHSSFarmakogenetické aspekty dávkování betablokátorů a ACEI
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Others (177) Patients w ith low er than50% dose of BB and/or
ACEI (60)
DD
ID
IIPg=0.006, Pa=0.009
OR for II in patients with BB and/ or ACEI lower than 50% dose of recommended dose of is 2.84; P=0.002
Vasku A et al., Cas Lek Ces 2006
![Page 22: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/22.jpg)
I/D ACE a pacienti s kožním T-lymfomem
0%
20%
40%
60%
80%
100%
DD 20 43
ID 57 36
II 23 21
CTCL patients with phototherapy (N=44)
CTCL patients without phototherapy (N=42)
Patients with phototherapy have more frequently genotype ID OR= 2.92, 95% CI 1.12-7.57, P=0.02
Vasku V et al., not published
![Page 23: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/23.jpg)
I/D ACE a pacienti s psoriázou
0%
20%
40%
60%
80%
100%
DD 53 22
ID 33 57
II 14 21
Psoriasis patients with diabetes (N=15)
Psoriasis patients without diabetes (N=185)
Patients with psoriasis and diabetes have more frequently DD variant of I/D ACE polymorphism OR= 4.01, 95% CI 1.37-11.73, P=0.01
Pg=0.03Pa=0.04
Vasku V et al., not published
![Page 24: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/24.jpg)
I/D ACE a pacienti s psoriázou
0%
20%
40%
60%
80%
100%
DD 17 28
ID 59 54
II 24 18
Psoriasis patients with repeated tonsillitis (N=66)
Psoriasis patients without repeated tonsillitis (N=134)
Patients with psoriasis and repeated tonsillitis/tonsillectomy history have more frequently DD variant of I/D ACE polymorphism OR= 1.98, 95% CI 0.94 – 4.18, P=0.05
![Page 25: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/25.jpg)
I/D ACE a (TAP1* 0101) (6p21.3) u pacientů s psoriázou
Patients with psoriasis and genotype TAP1* 0101 have more frequently DD+ID variants of I/D ACE polymorphism OR= 2.97, 95% CI 1.17-7.50, P=0.01
Pg=0.03Pa=0.04
0%
20%
40%
60%
80%
100%
DDIDII
DD 29 20
ID 76 35
II 34 6
TAP1*0101 Other TAP1
![Page 26: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/26.jpg)
I/D ACE a TNFbeta NcoI (6p21.3) u pacientů s psoriázou
Patients with psoriasis and genotype B1B1 have more frequently DD variant of I/D ACE polymorphism OR= 2.87, 95% CI 0.92-9.00, P=0.07
Pg=0.03Pa=0.04
0%
20%
40%
60%
80%
100%
B2B2 17 50 20
B1B2 22 55 23
B1B1 1 6 6
II ID DD
![Page 27: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/27.jpg)
I/D ACE a RAGE 6 (6p21.3) u pacientů s psoriázou
Patients with psoriasis and genotype AA have more frequently DD+ID variants of I/D ACE polymorphism OR= 2.04, 95% CI 0.96 - 4.33, P=0.05
Pg=0.03Pa=0.04
0%
20%
40%
60%
80%
100%
GG 6 6 1
AG 15 42 12
AA 14 54 29
II ID DD
![Page 28: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/28.jpg)
Až 50% genetické vnímavosti pro psoriázu je asociováno s PSORS11
1. Trembath RC, et al. Hum Mol Genet. 1997;6(5):813-20.
Chromosome 6 MHC
3500 kb300025002000150010005000
Class IIIClass II Class I
6p21.1- 6p21.3
PSORS1
DP DN DM LMP/TAP DO DQ DR C4 C2 HSP70 TNF B C E FGA
STGCCHCR1POU5F1HCG27 SEEK1
HLA-ECDSNSPR1TCF19PSORS1C3ERVKHLA-CHLA-B
Illustration adapted from: Bowcock AM, Krueger JG. Nat Rev Immunol.
2005;5(9):699-711.
RAGE
![Page 29: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/29.jpg)
Doporučení pro úspěch ve studiu genetiky komplexních nemocíPečlivá příprava návrhu studie se statistickou
rozvahou (prospektivní, multicentrická s ohledem na genetické gradienty)
Výběr optimální molekulárně biologické metodologie
Zajištění adekvátního statistického zpracování (statistické balíky)
Věcně správná interpretace výsledkůÚzká spolupráce s klinikyŠiroká spolupráce s odborníky na různé obory
genetiky (klinická genetika, epidemiologická genetika, odborníci na molekulární evoluce)
Stálé sebevzdělávání!
![Page 30: K perspektivám DNA diagnostiky u komplexních nemocí](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051403/568148c2550346895db5e152/html5/thumbnails/30.jpg)
Děkuji vám za pozornostDěkuji vám za pozornost
„I just need a closer look...“