Projekti / Programi
Genetska osnova eritrocitoz v Sloveniji
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.04.00 |
Medicina |
Onkologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.02 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Klinična medicina |
eritrocitoza, prirojena, diagnostični algoritem, genetska diagnostika, NGS, genetske različice, funkcijska analiza, model bolezni
Raziskovalci (24)
Organizacije (4)
Povzetek
V sklopu projekta Genetska osnova eritrocitoz v Sloveniji (GenEry) bomo odgovorili na trenutno nepopolne diagnostične potrebe za redko hematološko stanje, prirojeno eritrocitozo. Več kot 60% bolnikov v EU ni opredeljenih, diagnoza v Sloveniji pa še ni vzpostavljena.
Eritrocitoza je hematološko stanje s povečano maso eritrocitov in posledično povečano ravnjo hematokrita in hemoglobina. Vzrok bolezni je posledica dednih ali pridobljenih mutacij ali kompenzacijski mehanizem pri nekaterih kroničnih boleznih (srce, pljuča, ledvice itd.). Klinični znaki bolezni pogosto ostanejo spregledani, dokler se ne pojavijo trombotični zapleti ali smrt. Hitra in natančna diagnoza je zato ključnega pomena.
Genetski vzrok eritrocitoze je lahko policitemija vera ali prirojena (družinska) eritrocitoza. Policitemija vera je najpogostejša pridobljena eritrocitoza, analizo mutacij JAK2 v Sloveniji opravljamo rutinsko. Prirojena eritrocitoza ima heterogeno gensko ozadje, zaradi česar je diagnoza težavna. Vzrok je lahko mutacija v genih vključenih v zaznavanje ravni kisika v krvi (EPO, EPOR, VHL, EGLN1, EPAS1) ali uravnavanje afinitete hemoglobina na kisik (HBA1, HBA2, HBB, BPGM, PKLR). V okviru Evropskega konzorcija za prirojeno eritrocitozo genetsko diagnosticirajo le sedem od 21 genov trenutno povezanih s prirojeno boleznijo. Uporabljajo klasično vendar dolgotrajno analizo zaporedja po Sangerju. Zaradi slabe diagnostične opredelitve bolezni je otežena opredelitev zdravljenje, zato zdravniki nimajo enotnih smernic glede izbire zdravljenja (nizki odmerek aspirina, venopunkcija).
V okviru projekta bomo uporabili holistične NGS diagnostične rešitve, s katerimi bomo posodobili diagnostični algoritem in se osredotočili na odkrivanje novih mehanizmov bolezni. Razvoj NGS za diagnozo prirojene eritrocitoze bo omogočil hitrejšo in cenejšo analizo bolnikov in sočasno analizo vseh ciljnih regij / genov v enem testu. Projekt vključuje 5 delovnih paketov, ki se osredotočajo na diagnostični kot tudi klinični vidik bolezni. V okviru WP1 bomo opredelili etiološke podatke o bolezni v slovenski populaciji ter posodobili trenutni diagnostični algoritem. WP2 se bo osredotočil na razvoj klasične analize zaporedja po Sangerju ter novega NGS diagnostičnega pristopa. Analizirali bomo ciljno izbrane gene predhodno povezane z boleznijo ter nov določene gene, vključno z eksonskimi, intronskimi in regulatornimi regijami. WP3 je namenjen razumevanju funkcionalnega vpliva in molekularnega mehanizma novo odkritih genskih variant in pripravo posodobljenega modela bolezni. V okviru WP4 bomo zasnovali in potrdili uporabo NGS za raziskovanje eritrocitoze. Poleg tega bomo razvili dodatne enostavne in hitre genetske teste za potrditev najpogosteje odkritih genetskih variant. Namen WP5 je vodenje in diseminacija projekta.
Izboljšana, cenejša in hitrejša diagnoza, razvita v okviru našega projekta, bo omogočila boljše razumevanje mehanizmov bolezni ter stratifikacijo bolnikov. S tem bo omogočen izbor najboljšega zdravljenja za posamezne podskupine bolnikov (presonalizirana medicina).
Pomen za razvoj znanosti
Izboljšana klinična opredelitev. Na podlagi lastnih izkušenj in pregleda literature bomo nadgradili trenutni diagnostični algoritem za eritrocitozo (PV), ki bo pokazal potrebo po vpeljavi dodatnih diagnostičnih postopkov in genetskih testov. Diagnostični algoritem za prirojeno eritrocitozo v Sloveniji bo vpeljan prvič.
Izboljšana diagnoza bo omogočila najboljši izbor pristopa k zdravljenju za vsako podskupini bolnikov (personalizirane medicina). Bolnike bo lahko vodil le eden specialist, nekatere oblike ne potrebujejo zdravljenja in ni opredeljeno kot bolezen.
Razvoj novih diagnostičnih metod. Vzpostavili bomo nove genetsko diagnostiko s sekvenciranjem po Sangerja za vse vzročne gene za prirojeno eritrocitozo ter prenesli v rutinsko prakso na SHL UKCLj-KOH. Slovenski bolniki z idiopatsko eritrocitozo bodo s tem imeli možnost ustezne diagnostike in ustreznega zdravljenja.
Kljub temu da se diagnostika s Sangerjem v EU rutinsko uporablja, ostaja več kot 60% bolnikov še vedno neopredeljenih. To kaže na potrebo po nadaljnjem razvoju novih diagnostičnih testov na tem področju. Za najpogosteje najdene genske variante v naši populaciji bomo razviti dadatne hitre in enostavne genetske teste.
Vzporedno bomo razvili tudi genetska diagnostiko s sekvenciranjem naslednje generacije (NGS) in jo prenesli v rutinsko prakso pri SHL UKCLj-KOH. NGS bo omogočilo hitrejšo, cenejšo in holistično diagnozo bolezni ter bo opredelilo nove regij, povezane z boleznijo. Znanje, pridobljeno v okviru tega projekta, bo olajšalo razvoj ali vpeljavo prihodnjih NGS diagnostičnih metod v UKCLj.
Razvoj lastnih temeljnih raziskav. Zgoraj opisane znanstvene ugotovitve sodijo v kategorijo temeljnih znanstvenih spoznanj na področju medicine in genetike. Poleg kliničnega dela bomo opravili tudi temeljne raziskave. Funkcionalna analiza na novo odkritih variacij nam bo omogočila razumevanje mehanizma bolezni, njegovo molekularno ozadje in pripravo posodobljenih modelov mehanizmov bolezni. S tem bomo še naprej razvijali strokovno znanje s področja funkcionalne genomike, biokemije in molekularne biologije.
Zgoraj opisan pristop predstavlja področje translacijske medicine, v kateri se genske metode uporabljajo za razumevanje ozadja in mehanizma bolezni, kar vodi k izboljšanju zdravja ljudi.
Razvoj drugih temeljnih znanosti in novih tehnologij. Projekt bo pomembno prispeval k nadaljnjemu razvoju molekularne medicine in s tem povezanih raziskovalnih področij v po-genomskem obdobju. V skladu z mednarodnimi smernicami bodo uporabljena najsodobnejša orodja za diagnostiko in funkcionalno genomiko. Projekt poleg osnovnih znanj na osnovnih področjih medicine, genetike in molekularne biologije prispeva tudi na področje bioinformatike in modeliranja. Pričakuje se, da bodo preiskave, načrtovane v okviru predlaganega projekta, vplivale na vsa navedena področja.
Pomen za razvoj Slovenije
Na UKCLj je strošek analize po Sangerja za enkratno pokritost 450 bp dolgega zaporedja približno 150 €. Če želimo analizirati zaporedje kodirajočih in regulatornih regij več genov (20 genov = ~ 40.000 bp), je v ta namen potrebno izvesti več zaporednih korakov analize po Sangerju, kar naredi postopek zelo dolgotrajen in drag. Z sekvenciranjem NGS lahko območje 40.000 bp analiziramo v enem koraku z več kot 500-kratno pokritostjo v cenovnem razponu samo enega zaporedja Sangerja (Tabela 2).
Predlagani projekt bo prispeval k aplikativnim raziskavam na področju molekularne diagnostike. Med projektom bomo razvili diagnostični NGS test v namen raziskav eritrocitoze. Pridobljeno znanje bo olajšalo razvoj prihodnjih področjih kliničnih raziskav in diagnose NGS. S tem bomo odpirali priložnost za mala in srednja podjetja, ki so najbolj zainteresirane za nadaljnji razvoj in trženje tehnologije.
Tabela 2. Primerjava strategije Sanger in NGS.
Sanger (1 gen)
Sanger (20 genov)
NGS (20 genov)
Območje sekvenciranja
450 bp
40.000 bp / 450 bp =
~89 reakcij
40.000 bp
Pokritost
1 x
1 x
500 x
Cena na vzorec
150 €
150 € x 89 =
~13.350 €
150 €
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
