KEMOKİNLER

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
Genler
Çevre
Astım
ASTIM İLE İLİŞKİLİ
GENLERİN ARAŞTIRILMASI
METODLAR
astım genlerinin araştırılması (I)
Aday gen çalışmaları
Aday gen çalışmaları
• Bilinen SNP lerin tanımlanması
• Tanımlanmamaış SNP lerin bulunması
Exon 1
5'
Intron 1
Exon 2
Intron 2
Exon 3
3'
Yabanıl tip
Mutant tip
TGTTAGGGCCCCCCTCCCTGAA
TGTTAGGGTCCCCCTCCCTGAA
-159
AGGGTCACACAGCTTGTTAGTGACACCTGGAA
T
CTGGAACAAAGATTGCTCATCTCCTTTCCTCGT
TCACCTTTCTTGCTGTTCTGGGCTGACCTTCTCT
GCCTCCTCCAGCTCAGCCCAGCTTCTGTCTCGG
TACCGACCTCGGCC GGCC GGCC GGCCTTATG
GCAGCAGTCATTGCTGTCACCCGCTCTGCCCAG
GCTGCCCGCCAGGTCCACTTATGCCGAGGAGTC
TTCCCCTTGCTTTACCGTGAACCTCCAGAAGCC
ATCTGGGCAGATGATGTAGATCGCCGGGTGCAA
TTTGGCATTGAAAGTGGTGAGCTACCTAGACCT
TCCCTGCCACTCCTACCATTTGTATCAGGAGCCC
CCCAACCCAGCTTCCCATACCCACTCAAAGGGC
CTTGCCT 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 promoter
Bölgesinde saptanan SNP
Jel görüntüsü
TTCAACCATTTT
TCCAACCATTCT
217
119
98
n
X geni
Normal
Heterezigot
Mutant
SAĞLIKLI
188
153 (0.814)
33 (0.176)
2 (0.011)
ASTIM
396
316 (0.798)
75 (0.189)
5 (0.013)
p
>0.05
KARDİOPULMONER
HASTALIKLARDA FENOTİPLER
Kardiovasküler
Koroner arter hst
İkincil
Hipertansiyon
Serum kolesterol
HLDL/LDL/Trigliserid
Sol vent hipertrofisi
Solunum
AstIM
İkincil
Bronş aşırı duyarlılığı
Serum IgE düzeyleri
Atopi
İnflamatuvar belirteçler
Solunum fonksiyonları
Astım şiddeti
45
40
mm + mw genotype
35
30
25
20
15
10
5
0
Kontrol
hafif
orta
ağır
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
Mutant tip
TGTTAGGGCCCCCCTCCCTGAA
TGTTAGGGTCCCCCTCCCTGAA
-159
TF
GGCCC
X
GGTCC
Luciferase
activity
Transfection analysis with
PromoterReporter Construct - A549 cells n=4
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
ww
mm
PGL-3 basic
PGL-3 control
Constructs
Kalaycı O, AJRCMB 2003
astım genlerinin araştırılması (II)
Genom boyu tarama
+
Pozisyonel klonlama
Genom boyu tarama
Hastalığı taşıyan aileler
Polimorfik belirteçler
Hastalık ile kromozomal
bölge arasında istatistiksel
bağlantı (linkage analizi)
5q, 6p, 12q, 13q
Am J Hum Genet 2001;68:1437-1446
• 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
ORMDL3
-22
p=10
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
Montelukast
FEV1 12 hafta
Beclomethasone*
Plasebo
“izlem”
2 hafta
Çıft kör
Aktıf Tedavı
12 hafta
Malmstrom et al. Ann Intern Med. 1999;130:487-495.
FEV1
17
15
13
11
% değişiklik 9
(ort ± SE)
7
5
3
1
-1
-3
Beclomethasone
Montelukast
0
3
6
Hafta
9
12
Bazal=2.2 L
Malmstrom et al. Arch Intern Med. 1999;130:487-495.
Populasyon değişkenliği
30
25
Beclomethasone
Montelukast
Hastaların
yüzdesi 20
15
10
5
0
<-30
-30 to
<-20
-20 to -10 to
<-10
<0
0 to
<10
10 to
<20
20 to
<30
30 to
<40
40 to
<50
FEV1 Bazal değerden % değişiklik
Malmstrom et al. Ann Intern Med. 1999;130:487-495.
³50
C
N
GGA)
Glu
GAA)
F G
W T
N


(GTG
ATG)
G M G
L
I V M S
L
I
V
L A
I
T
I
A A G F
I P V V
A L G M
Y W H
P
A I
V I
N V
V L C
L F S
S
I
F F
V T A S
T L G S
S F Y V
P L W C
P L V
L T F
I
M V F
T G M
V Y S
R
I
I
D
M Q
F G N
V L D
I
A C A L
L C V I
T A
S T
E T
I
Y
N
F
E
R L Q T V T
84 (CTG
CTA)
I
V
I W
V M L I
A V D
R
Y
F
A
F
A
K
I R
I
V L V I
I
D N L
Q A Y
T S
V
AGG)
Q
N
R
E F W
H
175 (CGG
F
T
A
C
M

V
Met
F
W
K
V
D
F
H
M
W
C
Q
I
A S
I
V
V R
A
K
T
S
L
F K Y Q S
Thr 164
(ACC
W I
¨
L
G
Y V N S
G F N
I
P L
G L
I
Y
C R S
T
P
K
E
T
P
I L L N
L
F
Q
N
I
E V Y
V
K
K
V H
A
D
F R I
A F
F
A K R Q L Q
K
C
S
L
R
N
L S Q V E Q D G R T G H G L
ATC)
366 (TAT
R
R
R
S
S
TAC)
Y G S Q E G T N G N S S Y G N G Y A K L
V
E
L
S
V H F R G E S K D
Q
H
L
K
I
Ile
Q
E
K H E
K L C
351 (GGG
Q E K E N K L L C E D L P G T E D F V
G
GGC)
H
Q
HOOC L L S D N T S C N R G Q S D I N D S P V T G
413 (CTG

V
C
E

E
T
A


(CAA
D
E
I

Gln 27
N

Q
Q
R
Y A


(AGA
T
Gly

Arg 16
V

D
Val 34
b2AR Polimorfizmleri
D P A H S R N P A L L F A S G N G P Q G M NH2
H
CTA)
Liggett et al. AJRCCM, 1997
NHLBI BAGS ÇALIŞMASI
Salbutamol inhaler x4 +
Gerektikçe salbutamol
Run-in
6 hafta
Randomize kör tedavi
16 hafta
Placebo inhaler 4x+
Gerektikçe salbutamol
Run-out
4 hafta
 Sabah PEF (L/min)
BAGS Genetik Analiz
Arg/Arg-LH
10
5
0
-5
-10
-15
-20
-25
Gly/Gly
Düzenli-
Arg/Arg-Düzenli
0
5
10
15
Randomizasyon sonrası hafta
Israel EJ et al., AJRCCM; 2000
20
SONUÇ
Genetik çalışmalar
astım tanı ve tedavisinde
önümüzdeki yılların en önemli beklentisidir