ASTIMDA GENETİK ÇALIŞMALAR

Dr. Ömer KALAYCI

Hacettepe Üniversitesi Tıp Fakültesi

Mendelian – Kompleks Hastalıklar

Mendelian• Kistik fibrozis• Nadir• Tek gen• Ağır mutasyonlar• Büyük fenotipik efekt

Kompleks• Astım, allerji• Sık• Birçok gen• Hafif mutasyonlar• Küçük fenotipik etki

Genler Çevre

Astım

Genler

ASTIM İLE İLİŞKİLİ GENLERİN ARAŞTIRILMASI

METODLAR

astım genlerinin araştırılması (I)Aday gen çalışmaları

• Bilinen SNP lerin tanımlanması

• Tanımlanmamaış SNP lerin bulunması

Aday gen çalışmaları

Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 Exon 3

5' 3'

Yabanıl tip TGTTAGGGCCCCCCTCCCTGAAMutant tip TGTTAGGGTCCCCCTCCCTGAA

-159

AGGGTCACACAGCTTGTTAGTGACACCTGGAA T

CTGGAACAAAGATTGCTCATCTCCTTTCCTCGTTCACCTTTCTTGCTGTTCTGGGCTGACCTTCTCTGCCTCCTCCAGCTCAGCCCAGCTTCTGTCTCGGTACCGACCTCGGCC GGCC GGCC GGCCTTATG GCAGCAGTCATTGCTGTCACCCGCTCTGCCCAGGCTGCCCGCCAGGTCCACTTATGCCGAGGAGTCTTCCCCTTGCTTTACCGTGAACCTCCAGAAGCCATCTGGGCAGATGATGTAGATCGCCGGGTGCAATTTGGCATTGAAAGTGGTGAGCTACCTAGACCTTCCCTGCCACTCCTACCATTTGTATCAGGAGCCCCCCAACCCAGCTTCCCATACCCACTCAAAGGGCCTTGCCT CTCTCCTGTG GTCCCAGGTT TTCCCTGTGA GAGTCACTAA

X geninde gösterilen polimorfizmler

• Ulrich Wahn’ın makalesinden tablo 2 eklenecek.

Bierbaum S. ARJCCM 2005 Sep

yabanıl

C A A T C T A G G C

mutant

X geni promoterBölgesinde saptanan SNPJel görüntüsü

TTCAACCATTTT

TCCAACCATTCT

217

11998

SAĞLIKLI ASTIM p

n 188 396

X geni

Normal

Heterezigot

Mutant

153 (0.814)

33 (0.176)

2 (0.011)

316 (0.798)

75 (0.189)

5 (0.013)

>0.05

KARDİOPULMONER HASTALIKLARDA FENOTİPLER

KardiovaskülerKoroner arter hst

İkincilHipertansiyon

Serum kolesterolHLDL/LDL/Trigliserid

Sol vent hipertrofisi

SolunumAstIM

İkincilBronş aşırı duyarlılığıSerum IgE düzeyleriAtopiİnflamatuvar belirteçlerSolunum fonksiyonlarıAstım şiddeti

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Kontrol hafif orta ağır

mm

+ m

w g

eno

typ

e

İLİŞKİLENDİRME ÇALIŞMASI(ASSOCIATION)

• Hastalık ve hastalık fenotipleri çok iyi tanımlanmalı

• Büyük olgu kontrol grubu sağlanmalı

• Gelişigüzel (random) seçilmeli

• Olgu-kontrol grupları dengeli olmalı

• Fenotipler çok iyitanımlanmalı

TANIMLANAN SNP’İN İŞLEVİ NE?

Exon 1 Intron 1 Exon 2 Intron 2 Exon 3

5' 3'

Yabanıl tip TGTTAGGGCCCCCCTCCCTGAAMutant tip TGTTAGGGTCCCCCTCCCTGAA

-159

GGCCC

TF

GGTCCX

Transfection analysis with PromoterReporter Construct - A549 cells n=4

0

50

100

150

200250

300

350

400

450

ww mm PGL-3 basic PGL-3 control

Constructs

Luci

fera

se

activ

ity

Kalaycı O, AJRCMB 2003

astım genlerinin araştırılması (II)

Genom boyu tarama

+

Pozisyonel klonlama

Am J Hum Genet 2001;68:1437-1446

Genom boyu tarama

Hastalığı taşıyan aileler

Polimorfik belirteçler

Hastalık ile kromozomalbölge arasında istatistikselbağlantı (linkage analizi)

5q, 6p, 12q, 13q

• 460 aile• En az iki astımlı kardeş• Genom boyu tarama + Linkage

analizi• 20 kromozomun kısa kolunda

bir DNA bölgesi Etkilenen kardeşlerde X1000

daha sık• Polimorfik belirteçler

ADAM 33 20p13

Pozisyonel klonlama

• Fonksiyonunu bilmeksizin bir hastalık geninin tanımlanması

• Bilinmeyen bir genin tanımlanması

astım genlerinin araştırılması (III)

Genom boyu polimorfizm taraması

ORMDL3p=10-22

Endoplasmik retikulumda bulunan

transmembran protein

Astım ve atopi ile ilişkili fentotiplerle >10 bağımsız çalışmada

ilişkili bulunan genler• IL-4• IL-13• CD14• ADRB2• HLA-DRB1• HLA-DQB1• TNF• FCεR1β• IL4Rα• ADAM 33

• Astımın ailevi özelliği vardır.

• Genetik polimorfizmler astım riskini etkiler

• Çevresel faktörler astım riskini etkiler

• Genetik yatkınlıkla çevresel faktörler arasında çok sıkı bir ilişki vardır

Astma genetiği

• Astma genlerinin araştırılması• Fizyopatoloji

• Presemptomatik tedavi

• Koruyucu tedavi

• Fonksiyonel genomik çalışmalar

• Farmakogenetik

Astım Farmakogenetiği

Genetik bilgiyi kullanarak hangi hastanın tedaviye iyi / kötü yanıt vereceğini

saptamak

Populasyon değişkenliği

Plasebo Çıft kör“izlem” Aktıf Tedavı2 hafta 12 hafta

Montelukast

Beclomethasone*

Malmstrom et al. Ann Intern Med. 1999;130:487-495.

FEV1 12 hafta

% değişiklik(ort ± SE)

Hafta

Beclomethasone

Montelukast

-3-113579

11131517

0 3 6 9 12

Bazal=2.2 L

Malmstrom et al. Arch Intern Med. 1999;130:487-495.

FEV1

0

5

10

15

20

25

30

<-30 -30 to<-20

-20 to<-10

-10 to<0

0 to

<1010 to<20

20 to<30

30 to<40

40 to<50

³50

Hastaların yüzdesi

Beclomethasone Montelukast

FEV1 Bazal değerden % değişiklik

Malmstrom et al. Ann Intern Med. 1999;130:487-495.

Populasyon değişkenliği

Liggett et al. AJRCCM, 1997

MGQPGNGSAFLLAPNRSHAPDH

D

V

T

Q

Q

R

D

EV

W

VV

V

G M G

V M S

L I V

L A I

F G N

V L V

I

T A I

I

AK

FE

R L Q T VT

N

Y

F

L I H

A G F

P V V

A L G

V L D

A C A

AI

S T I

L

M

E F W

S I D

V L C

V T A

I E T

L C V

T

A V D

Y W H

Q I P

L F S

T L G

V I W

V M L

M

I V R

Q A Y

I A S

S I V

S F Y

P L V

I M V

A

V Y S

I V H

I N V

I F F

P L W

L T F

T G M

V

I G L

E V Y

L L N

W I G

Y V N

G F N

P L I

I

C R S

S

I

S

I

V

F

C

I

S

Y

D N L IQ R

K

C

C

D

F

FT

N

T

EN

AYC

NI

A

E

Q

H

T

A

RCMK

MW T F G

N

WF

AF

YR

I

TS

PF K Y Q S L

LT

K

N

KA R

F

V

QE

A K R Q L Q KI

F R G E S K DHVQ

NL S Q V E Q D G R T G H G L

RR

S

K L

S

E C

K

K H

F

AL

TK

IF RD

P

L

QE

FA

L

C

L

R

R

S

SLKAG YE G T N G N S S Y G NS QGY

HV

EL L C E D L P G T EK

N R G Q S D I N D SC

D F V G

P V T GQ

HE K E NQ

STD NSL L

¨

2AR Polimorfizmleri

84 (CTG CTA)

413 (CTG CTA)

HOOC

366 (TAT TAC)

351 (GGG GGC)

175 (CGG AGG)

Gln 27 Glu (CAA GAA)

Arg 16 Gly (AGA GGA)

NH2

Val 34 Met (GTG ATG)

Thr 164 Ile (ACC ATC)

Run-in6 hafta

Randomize kör tedavi16 hafta

Placebo inhaler 4x+Gerektikçe salbutamol

Run-out4 hafta

Salbutamol inhaler x4 +Gerektikçe salbutamol

NHLBI BAGS ÇALIŞMASI

BAGS Genetik Analiz

Randomizasyon sonrası hafta

Arg/Arg-LHGly/Gly-Düzenli

Arg/Arg-Düzenli

S

abah

PE

F (

L/m

in)

-25

-20

-15

-10

-50

5

10

0 5 10 15 20

Israel EJ et al., AJRCCM; 2000

Genetik çalışmalar

astım tanı ve tedavisinde

önümüzdeki yılların en önemli beklentisidir

SONUÇ