62
Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem

Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

  • Upload
    others

  • View
    0

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem

Page 2: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

DEBRECENI EGÉSZSÉGÜGYI MINŐSÉGÜGYI NAPOK 2011. (DEMIN XI.)

AZ EGÉSZSÉGÜGYI ELLÁTÁS, A SZOCÁLIS ELLÁTÁS ÉS AZEGÉSZSÉGIPAR MINŐSÉGI HELYZETÉNEK AKTUÁLIS KÉRDÉSEI

A Debreceni Egyetem OEC Népegészségügyi Kar Népegészségügyi Iskola és a Debreceni Akadémiai Bizottság,

az Európai Minőségügyi Szervezet Magyar Nemzeti Bizottságával (EOQ MNB) és az ISO 9000 Fórum Egészségügyi és Szociális Ágazata

Tudományos konferencia2011. június 2-3.

Debreceni Akadémiai Bizottság Székháza (Debrecen, Thomas Mann u. 49.)

Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem

Page 3: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes mellitus molekuláris biológiaidiagnosztikája

Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgatóWESSLING Hungary Kft. 1047 Budapest, Fóti út 56.

Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem

Page 4: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

WESSLING Hungary Kft.

Budapest WESSLING

Budapest, WESSLING, 20. éve Magyarországon

www.wessling.hu

Page 5: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

1983. AltenbergeDr. Erwin Weßling

A WESSLING Hungary Cégcsoportban 2010-ben:2010: 7,2 millió € forgalomKb. 80.000 különböző minta

Nemzetközi jelenlétünk:8 országban,16 laboratórium,30 iroda,1000 munkatárs>50 millió €.

Szakértőink mintegy40 szakterületen dolgoznak.

Európai jelenlétünk – Magyarországon 1992 óta

www.wessling.hu

Page 6: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

„Életünk minősége” = szakértelmünk felajánlása a jobb életminőség szolgálatában.

Vállalati vezérlő elv: a QSHE filozófia Quality - Safety - Health - Environment = Minőség - Biztonság - Egészség – Környezet;

Kifogástalan környezet, élelmiszer- és gyógyszer-minőség, egészséges élet; GMO-mentes alapanyagok;Doppingmentes sport, egészséges sportolók;

Cégfilozófiánk

www.wessling.hu

Page 7: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Környezeti vizsgálatok

Kutatás -fejlesztés

Gyógyszeranalitika

Oktatás,szaktanácsadás

Dopping-ellenőrzés

Tevékenységünk

www.wessling.hu

Élelmiszer- és takarmány vizsgálatok

Page 8: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

VIZSGÁLÓNAT-1-1398/2005

VIZSGÁLÓNAT-1-1406/2006

VIZSGÁLÓNAT-1-1141/2006

VIZSGÁLÓNAT-1-1009/2008

OGYI GMP engedély: 511/47/2007 MgSZHÁTI GMP engedély: MA-HU/17V/2006/M1

MMR 559

www.wessling.hu

Minőségbiztosítás

Page 9: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Bevezető biokémia

Az ATP térszerkezete

Page 10: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Bevezető biokémia – néhány szénhidrát, GI

Dextrin (keményítőgumi)

Fruktóz (gyümölcscukor)

Glükóz (szőlőcukor)

Szacharóz (répacukor)

Page 11: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Az energia-felszabadítási folyamatok a sejten belül a mitokondriumokban történnek. A mitokondriumok 1 µm átmérőjű, baktérium méretű organellumok. A sejtlégzés során a sejt számára ATP-t szintetizálnak. Itt használódik el a légzés során felvett O2, és itt keletkezik a kilégzéssel eltávolított CO2. Ez a folyamat a sejtlégzés. Az emberi szervezet sejtjeiben több száz, esetleg több ezer mitokondrium található. Minél intenzívebb anyagcserét folytat egy sejt, annál több mitokondrium található benne. Jellemzői:

Gélszerű alapállomány, saját, prokarióta jellegű, gyűrűs DNSés riboszóma, citromsav-ciklus, zsírsavak oxidációja (béta-oxidáció).

Belső membránban: a légzési lánc (terminális oxidáció) működéséhez szükséges fehérjék, ATP szintézis.

Bevezető biokémia – A glükóz lebontása

Page 12: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Bevezető biokémia – A glükóz lebontása

Oxigén jelenlétében a glükózból piroszőlősav, majd a mitokondriumokban acetil-CoA képződik, ami a citrát-körben és a terminális oxidáció folyamataiban oxidálódik.

Aerob energiamérleg:

Egy glükóz molekula lebontásának energiájával összesen 36 ATPmolekula képeződik.

Keményítő Glükóz Glikogén

C6Glükóz-foszfát

2C3 Glicerinaldehid foszfát

2C3Piroszőlősav

CH3CO-COOH

2C2CoAAcetil-CoenzimA

CH3CO-CO2

ATP

Page 13: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Granulum

Riboszóma

Betűrődések

ATP-szintáz részecskék

DNS

Külső membrán

Belső membrán

Mátrix

Ahol a glükóz ég… Mitokondrium

Page 14: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Bevezető biokémia – szabályozó az inzulin

A hasnyálmirigy Langerhans-szigete a béta-sejtekkel és emésztőenzimeket termelő sejtekkel körülvéve (hematoxylin-eosin-festés)

Az inzulin hormon térbeli szerkezete. A szervezet sejtjei csak inzulin jelenlétében képesek felvenni a vérből a glükózt.

Page 15: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

GI Élelmiszer

Nagyon magas

90-100%szőlőcukor, malátacukor, méz, cukros üdítőitalok, gabona-, kukorica-, rizspehely

Magas 70-90%(répa- vagy nád)cukor, fehérlisztből készült pékáruk és főtt tészták, szőlő, tejberizs

Közepes 50-70% kukorica, főtt rizs, banán, cukrozatlan gyümölcslé

Alacsony30-50%

tej, joghurt, kefir, a legtöbb hazai gyümölcs, durumbúzából készült spagetti és makaróni

<30%bab, lencse, dió, mogyoró, retek, paprika, paradicsom, fruktóz

Glikémiás index

Glikémiás index (GI): az egyes élelmiszerek 1000 kJ-nyi mennyiségének vércukoremelő képessége a szőlőcukorhoz (néha a fehér kenyérhez) képest, százalékban. A GI jelentősége a 2-es típusú cukorbetegek és fogyókúrázók esetén a legnagyobb.

Page 16: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes ENSZ-jele

Page 17: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Diabetes mellitus:

-„mézédes átfolyás”

- "διαβήτης" = „átmenet, átfolyás” (görög)

- „mellitus” = „mézédes” (latin)

A betegség egyik főtünetre, a cukor vizelettel való fokozott kiválasztására és a megemelkedett vizeletmennyiségre utal. A Diagnózis a középkorban: a vizelet megkóstolásával...

A betegség a glükóz feldolgozási zavarát jelenti. Okai:

- 1-es típus: a hasnyálmirigy által termelt inzulin hiánya;

- 2-es típus: a szervezet inzulinnal szembeni érzéketlensége (inzulinrezisztencia, relatív inzulinhiány);

- MODY: a glükóz anyagcsere génjeinek mutációi;

A cukorbetegségről

Page 18: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes mellitus kialakulásának lehetősége

A cukorbetegség minden ismert formájának kialakulását és lefolyását együttesen határozzák meg az örökletes tényezők –a génjeinkben kódolt hajlam – és a környezeti hatások. Ez pedig azt jelenti, hogy nagy valószínűséggel nem lesz cukorbeteg az, akinek nincsenek „hajlamgénjei”, és feltehetően elodázhatjuk vagy megelőzhetjük a cukorbetegség manifesztációját, ha a kialakulásáért felelős környezeti tényezőket időben meg tudjuk változtatni.

A cukorbetegség és szövődményei ellen folytatott harcot tehát a betegséghajlam genetikai hátterének és a környezeti tényezőknek a megismerésével kell kezdenünk.

Referencia: Korányi László, Pánczél Pál: A diabetes mellitus genetikája, Lege Artis Medicinae 2004;14(7):495–505.

Page 19: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes mellitus és a glükóz anyagcsere

• A vér cukorkoncentrációja csak bizonyos határok között változik;

• A májban folyamatos szőlőcukor-újraképzés, glukoneogenezis zajlik.

• A májban naponta 250 g glükóz képződik (max. 500 g/nap!)

• Szabályzás: inzulin (gátol) glukagon (serkent)

• Inzulinhiány: abszolút, vagy relatív → a szabályozás felborul.

A cukorbetegeknek a máj glükóz termelése miatt szénhidrát-szegény táplálék felvétele esetén is magas vércukorszintje lehet.

Page 20: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Vércukorszintek és epidemiológia

Normál anyagcsere

Emelkedett glükóz-szint vagy glukóz tolerancia

Kifejezett cukorbetegség

Glükóz adagolása nélkül

<110 mg/100 ml<6,1 mmol/L

110-125 mg/100 ml6,1-6,9 mmol/L

≥126 mg/ 100 ml≥7,0 mmol/L

2 órával az OGTT után (75 g glükóz)

<140 mg/100 ml<7,8 mmol/L

140-199 mg/100 ml7,8-11,1 mmol/L

≥200 mg/ 100 ml≥11,1 mmol/L

A betegség riasztó mértékben terjed: egyes szerzők szerint 1995-től 2025-ig (30 év alatt) 135 millióról 300 millióra nőhet a világ népessége körében a cukorbetegek száma!

Népbetegséggé válik!

Page 21: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

1-es típus: inzulinfüggő diabetes mellitus

Autoimmun betegség, gyakorisága kb. 10%

Abszolút inzulinhiány okozza;

A szervezet immunrendszere idegenként ismeri fel a saját sejtek egy részét;

Gyulladás miatt elpusztulnak a hasnyálmirigy inzulint termelő β-sejtjei;

Gyakoribb gyermek és fiatalkorban,

A betegek általában soványak,

A betegek kezeléséhez inzulin szükséges.

Tartósan magas vércukorszint (hiperglikémia): ketózissal járó életveszélyes ketoacidózisos kóma alakulhat ki a betegeknél,

Leggyakoribb: Skandináviában,

Nagyon ritka: Japánban, Koreában,

Magyarországon nő az egyes típus gyakorisága;

Genetikája jobban ismert, mint a kettes típusé.

Page 22: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

2-es típus: nem inzulinfüggő diabetes mellitus

Magas glikémiás indexű élelmiszer fogyasztás okozza, gyakoriság: kb. 90%;

Folytonosan magas GI esetén a sejtek védekeznek a glükóz bejutása ellen;

Az inzulin nem képes a sejtmembránt átjárhatóvá tenni a glükóz számára;

A pancreas β-sejtjei az agy utasítására emelik az inzulintermelést;

Később leáll az inzulintermelés;

Tünetek: kezdetben tünetmentesség, majd látászavarok, vakság,végtagok keringési elégtelensége, érelmeszesedés, szívinfarktus, impotencia;

A tünetek elhízással, magas vérnyomással társulnak;

Gyakoribb közép- és idősebb korban; egészségtelen életmód: -10–15 év;

Kezelés: kezdetben diéta, sport, tabletta, majd inzulin adagolása;

Page 23: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes típusok összehasonlítása

Jellemzők 1-es típusú diabetes mellitus 2-es típusú diabetes mellitus

Okok InzulinhiányInzulinrezisztencia (relatív inzulinhiány)

ÉletkorBármely életkor, gyakrabban gyerek- vagy fiatalkor

Felnőttkor (40. életévtől), a korhatár csökken

Testsúly Általában normális Normális vagy elhízott (2b típus)

Kialakulása Általában gyors Lassú

β-sejtek száma Kevesebb, mint a normális 10%-aKezdetben normális, később csökken

Vérinzulin Alacsony vagy teljesen hiányzik A betegség elején magas

Autoantitestek Vannak Nincsenek

Ketózisra való hajlam Kifejezett hajlam jellemző Nem jellemző

Inzulinterápia Szükséges Nem feltétlenül szükséges

Genetikai előrejelzés Viszonylag könnyű Genetikája kevéssé ismert

Genetikai ok HLA a 6-os kromoszómán Calpain 10 a 20. kromoszómán

Page 24: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A Human Leukocita Antigen rendszer (1. típus)

A későbbiekben vizsgálandó génszakaszok a humán 6-os kromoszómán

Page 25: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

MODY típusú diabetes mellitus

• MODY = Maturity-Onset Type Diabetes in Young people(felnőtt diabétesz, amely fiataloknál jelentkezik) gyakorisága 2-5%;

• Ritka, sajátos cukorbetegség, jelenleg hat genetikai formája ismert;

• A glükóz anyagcsere génjeinek hatféle mutációja miatt alakul ki;

• Öt esetben transzkripciós faktorokat kódoló gének (például Hepatic Huclear Factor (HNF)-1alfa, HNF-4alfa) károsodnak, amelyek a β-sejtekbenfejeződnek ki;

• Az inzulintermelés és kiválasztás zavarát okozzák;

• A hatodik forma (2-es típusú MODY) esetében a glukokinázt (glükóz szenzor a hasnyálmirigyben) kódoló gén károsodik;

• A betegségek dominánsan öröklődnek;

• Gyerek- vagy fiatal felnőttkorban felléphet;

• Kezeléséhez a kezdetekben nem szükséges inzulin;

Page 26: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Cukorbetegség okozta retinakárosodás

Page 27: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes genetikai vizsgálatának lehetősége

A molekuláris chiptechnológia, a fejlett komputerek a DNS (genom), az mRNS (transcriptom) és az átírt fehérje (proteom) szintjén vizsgálják a diabetes mellitus patogenezisét. Remélhetjük, hogy a cukorbetegség „hajlamgénjeinek” megismerésével nemcsak korai diagnózist segítő genetikai markerekhez jutunk, de értelmezni tudjuk majd a betegség különböző fenotípusait; megismerjük, hogy mely formák jellemzőek országunkra, népességünkre.

A genetikai háttér „populáció-specificitásának” elengedhetetlen tisztázása nemcsak a megfelelő, populációspecifikus markerekhasználatát biztosítja, de a későbbiekben tervezhetővé teszi az esetleges génterápiát is. Ennek a munkának az alapja a hazai betegpopuláció genetikai mintáinak gyűjtése, tárolása, egy olyan cukorbeteg-DNS-mintatár, azaz cukorbeteg-génbankkialakítása, amely bármikor, ismételhetően.

Page 28: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Hajlamosító gének keresésének módszerei

1. Klasszikus jelöltgén kutatás

• A betegségben szerepet játszó molekulák vizsgálata

2. Fordított genetikai megközelítés (beteg családok)

• Kapcsoltság (linkage) elemzése allélek együttes átmenetének vizsgálatával

• Társulás (association) elemzés relatív rizikó számítása

• Genom scan vizsgálatok

Page 29: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Diabetes 1, klasszikus jelöltgén-kutatás 1. elv

Releváns molekulák polimorfizmusának vizsgálata

Logikus, hipotézis által irányított, erősen fókuszált stratégia: az alap- és klinikai kutatások által a betegség kialakulásában feltételezetten szerepet játszó ágensek keresése:

• GAD65 (glutamate decarboxylase) antigén;

• Inzulin antigén;

• ICA69 (islet cell antigene) - Golgi complex insuloma;

• Immunglobulinok stb.;

Page 30: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A teljes genom polimorfizmusainak vizsgálata

A polimorfizmusokat vaktában elemzik nagyszámú, cukorbetegségben érintett család bevonásával. Ha egy, többnyire 10–30 cM szélességű DNS-szakasszal kapcsoltságot (linkage) találnak, azt még tovább kell elemezni, hiszen az molekuláris szinten hatalmas mennyiségű gént jelent.

A módszer korlátait a betegség fenotípus-heterogenitása, populációs és etnikai különbségek, statisztikai számítási problémák határozzák meg (például: mi legyen a szignifikancia határa?). Emiatt az egyik kutatócsoport által talált eredményt mások gyakran nem tudják megerősíteni.

Diabetes 1, klasszikus jelöltgén-kutatás 2. elv

Page 31: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Hajlamosító gének keresésének módszerei

Vizsgált csoportAz 1-es típusú diabetes

előfordulása (%)

Az átlagnépességben, 30 éves korra 0,1–0,4

Diabeteses egyén testvérénél, 30 éves korra 6

Diabeteses egyén gyermekében (általában) 3–6

Diabeteses az apa gyermekében 20 éves korra 6–9

Diabeteses az anya gyermekében 20 éves korra 1–4

Egypetéjű ikertestvér, 30 éves korra 34

Egypetéjű ikertestvér, 12 évvel a proband diagnózisa után 43

Egypetéjű ikertestvér, 40 évvel a proband diagnózisa után 50

Kétpetéjű ikertestvér 10–12

HLA-identikus testvér 15

HLA-haploidentikus testvér 9

HLA nem identikus testvér 1–2

Az 1-es típusú cukorbetegség várható megjelenése a populációban és a diabeteses egyén (proband) családjában

Page 32: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Társulás- (association) elemzés.

Egy adott marker- (vagy gén-) allél gyakrabban fordul-e elő a betegekben, mint a kontrollcsoportban?

Ha igen, akkor feltételezhető a marker és a betegséglocus közötti kapcsoltsági kiegyensúlyozatlanság (linkage dysequilibrium = a betegséghez kötött és a markerallél-kombináció nem random módon fordul elő a populációban).

Protektív allél: a markerallél ritkábban fordul elő a várhatónál; örökletesen véd a betegség kialakulásától.

Az asszociáció erősségét a relatív rizikóval (RR) fejezik ki.

Diabetes 1, klasszikus jelöltgén-kutatás 2. elv

Page 33: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Az asszociáció erősége: relatív rizikó faktor (RR)

az allélt hordozó betegek száma × az allélt nem hordozó kontrollok számaaz allélt hordozó kontrollok száma × az allélt nem hordozó betegek száma

RR =

Ha RR>1: diabetogén az allél

Ha RR<1: protektív az allél

Az abszolút rizikó ritka betegség esetén nagy RR kimutatásakor is alacsony marad: 14 éves kor alatt az 1-es típusú cukorbetegség prevalenciája 0,07%. Tízszeres RR-növekedés esetén is 1% alatt marad az abszolút rizikó.

Page 34: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A diabetes

Genom scan vizsgálatokA genom scan vizsgálatok feltétele volt, hogy olyan genetikai markerkészletet

találjanak, amely:

• az egész emberi genomot egyenletesen lefedi,

• informatív, azaz a populáció nagy része heterozigóta az eléggé polimorf allélokra, nagy tömegben vizsgálható.

Első generációs genom scanek: Mikroszatelliták. Ismétlődő, 16–60 bázispárból álló DNS-szakaszok, amelyek minden kromoszómán, azok egész hosszában megtalálhatók, nagyon polimorfok, azaz számos alléllel rendelkeznek. Pozitív esetben tovább kell vizsgálni, hogy az adott szakaszon levő több tíz vagy száz gén közül melyik áll valóban kapcsolatban a betegséggel.

Második generációs genom scanek: a markerek az egy nukleotidból álló polimorfizmusok (Single Nucleotide Polymorphism, SNP). Ezek sűrűbben helyezkednek el, tehát nagyobb a felbontásuk.

Page 35: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Diabetes 2, kandidáns génjein leírt eltérések

Inzulin: 23 A/T (Hphl) HNF-1α: Ala98Val

Inzulinreceptor: Val 985Met HNF-4α: Val225Met

IRS-1: Gly972Arg HNF-4α: Thr130lle

IRS-1: Ala513Pro FABP2: Ala54Thr

IRS-2: Gly1057Asp β2-adrenerg-receptor: Gln27Glu

IRS-2: Leu647Val β3-adrenerg-receptor: Trp64Arg

p85 alegység Pl3-kináz: Met326lle UCP2: Ala55Val

Shc: Met300Val UCP2: 866 G→A

PCl: Lys121Gln UCP3: 55 C→T

GLUT4: Val383lle TNF-α: 238 A/G

PPARγ: Pro12Ala Paraoxonáz-2: Ala148Gly

SUR1: C/T (exon 18) Thr759Thr Hexokináz II: Gln142Pro

SUR1: IVS15-3 c/t glikogén-szintáz: Met416Val

KIR 6.2/Bir: Glu23Lys Az 1-es típusú protein-foszfatáz(PP1R3) glikogénhez kapcsolt reguláló alegysége: ASp905TyrGlukagonreceptor: Gly40Ser

Amylin: Ser20Gly Calpain 10: G/A intron 3 (UCSNP-43)

Sziget amyloid polipeptid: 132 G→A IRS-1: T608R

TNF-α: G308A IL-6: C174G

Membrán-glikoprotein: PC1 K121Q Rezisztinpromoter: 180C>G

Page 36: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Genomika és proteomika – genetikai analitika

Page 37: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Az örökítő anyag négy építőelem kombinációjából álló kettős spirál, a DNS, a Deoxiribonukleinsav.

Az építőkövek:

- Deoxiribóz (cukor)

- Foszforsav

- Négyféle szerves bázis: A, T, C, G.

- Bázispárok: A=T C–G : hidrogénhidak

Az emberi genom kb. 35 000 génből áll (tulajdonságok: 235000);

A DNS szerkezete

=

Page 38: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

O

H HHH

H2C OH

O

O

HHH

H2C OH

O

OH

Deoxiribóz

3’-OH a normál DNS-szál hosszabításához

Dideoxiribóz

A normál DNS-szál növesztéséhez szükséges

3’-OH-csoport hiánya miatt a dideoxi-nukleotid leállítja a

lánchoszabbítást

A DNS szerkezete – a cukorváz

Page 39: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

O

HHH

H2C OH

O

OH

PO OH

O

Deoxiribóz nukleotid

Egy ribóz molekula és egy ortofoszforsav-molekula kapcsolódik össze

A DNS szerkezete – a cukor-foszfát váz

Page 40: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

O

H

H

H

H2C

O

OH

PO OH

O

Deoxiribóz nukleotid

Egy ribóz molekula és egy ortofoszforsav-molekula kapcsolódik össze

N

N N

N

H2N

Adenin nukleobázis (A)

purin bázis

OH

A DNS szerkezete – a cukor-dfoszfát váz + A

Page 41: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

O

HHH

H2C

O

OH

PO OH

O

N

N N

N

H2N

Kilépése

H2OAdenozin nukleotid (dAMP)

A DNS szerkezete – d-Adenozin nukleotid

Page 42: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Timin pirimidin nukleobázis

A DNS szerkezete – Timin, Guanin, Citozin

Citozin pirimidin nukleobázis

Guanin purin nukleobázis

Page 43: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Genetikai analitika

A teendő: megkeresni a diabetes mellitusra való hajlam genetikai jeleit.

- Génszakaszok

- SNP-k

- A kérdéses régiók izolálása

- A betegségre való hajlamot kódoló gén detektálása

Page 44: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A modern vizsgálati módszerek alapja a PCR

Kary Banks Mullis – Berkeley Egyetem (1944 Lenoir USA É-Carolina)

Polymerase Chain Reaction

A legtöbb genetikai elemzés alapja

1993: kémiai Nobel-díj

Elv:

- DNS kinyerése a sejtekből

- DNS szakasz kiválasztása (primerek)

- TAQ polimeráz enzim felhasználása

- DNS-szakaszok másolása (amplifikálás)

- DNS-szakaszok méret szerinti elválasztása

- Detektálási technika (SYBER Green, Et-Br.)

Page 45: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

PCR készülék

Page 46: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Az analitika során a minta DNS-tartalmát hő közlésével denaturáljuk, majd enzimatikusan olyan koncentrációra szaporítjuk fel, amely a rendelkezésre álló technika segítségével jól detektálható.

Az enzim a TAQ polimeráz (Thermus aquaticus).

A modern vizsgálati módszerek alapja a PCR

Page 47: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

2n

Amplifikáció a PCR készülékben

Page 48: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

0 1 2 3 4 Ciklusok száma (n)

12

4

8

16

2n

A PCR készülékben a kiválasztott DNS-szekvenciák mennyisége (a

kópiák száma) a hőmérsékleti ciklusokkal exponenciálisan nő.

Kópia-szám

Amplifikáció a PCR készülékben

Page 49: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A PCR termék további vizsgálata

Az amplikonok (a feldúsított kópiák) további műszeres vizsgálata:

- Gélelektroforézis

- Gélkromatográfia

- Szekvenálás kapilláris gélelektroforézissel

- Real time PCR vizsgálat (szükség esetén mennyiségi analitika)

- Stb.

Page 50: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

=

Referencia minta

Negatív minta

Pozitív minta minta

Gél elektroforézis

Page 51: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

SNP vizsgálata bio-chippel (pl. diabetes 2.)

Page 52: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

A

A

C

G

T

A

C

T

A

T

G

T T

C

T

G

A

C

C

C

T

G

G

T

A

C

G

G

A

T

1

2

3

4

5

54

32

1

1 2 3 4 5

1

2

3

4

5

T G C T T A

Genetikai chip

Zárókupak

Page 53: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Real time PCR

Száloptika

LencseZárókupak

Reakcióedény

Termoblokk

Page 54: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Szekvenálás

Page 55: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

O

H HHH

H2C OH

O

O

HHH

H2C OH

O

OHDeoxiribóz

3’-OH a normál DNS-szál hosszabításához

Dideoxiribóz

A normál DNS-szál növesztéséhez szükséges

3’-OH-csoport hiánya miatt a dideoxi-nukleotid leállítja a

lánchoszabbítást

A DNS szerkezete – a cukorváz ismét

Ha a d-nukleotidok helyett dd-nukleotid kerül fel a templátra, a lánchosszabbítás leáll. Ez az alapja az egyik szekvenálási eljárásnak.

Page 56: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Szekvenálás - Deoxi- és dideoxi nukleotidok

dAMP deoxi-adenin-monofoszfát

dTMP deoxi-timin-monofoszfát

dCMP deoxi-citozin-monofoszfát

dGMP deoxi-guanin-monofoszfát

ddAMP dideoxi-adenin-monofoszfát

ddTMP dideoxi-timin-monofoszfát

ddCMP dideoxi-citozin-monofoszfát

ddGMP dideoxi-guanin-monofoszfát

Folytonos lánchosszabbítást tesznek lehetővé a polimeráz

enzim számára.

Megállítják a lánchosszabbítást, így a polimeráz enzim

tevékenysége leáll.

Page 57: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

PRIMER����

PRIMER

Amplifikáció kb. 75 oC-on szekvenáláshoz

ddT (stop)

ddG (stop)

Szekvenálás

Page 58: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

G C A T

A

A

A

A

A

A

AAAA

T

T

TT

T

C

C

C

C

C

G

GG

G=

Page 59: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Pufferben oldott minta

Lézeres fényforrás

Áramforrás

Fluorescens detektor

Puffer

CT AKapilláris a géllel

G C T A

Kapilláris gélelektroforézis – Szekvencia…

=

Page 60: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Szekvenálás - Elektroforetogram

Page 61: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

The Genetic Landscape Of Diabetes

The Genetic LandscapeOf Diabetes

Laura Dean

Page 62: Debrecen, 2011. június 2. DAB, B-terem - DEMIN célja · 2011-06-15 · A diabetes mellitus molekuláris biológiai diagnosztikája Dr. Szigeti Tamás János üzletfejlesztési igazgató

Köszönöm szépen megtisztelő figyelmüket!