Projekti / Programi
Funkcijska genomika ravnovesja holesterola: vloga lanosterol 14alfa-demetilaze (CYP51) pri razvoju metaboličnih obolenj
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 7.00.00 |
Interdisciplinarne raziskave |
|
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B000 |
Biomedicinske vede |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.05 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Druge medicinske vede |
Holesterol, citokrom P450, lanosterol 14alfa-demetilaza, CYP51, ravnovesje lipidov, cirkadiani ritem, bolezen zamaščenosti jeter
Raziskovalci (18)
Organizacije (5)
Povzetek
V nasprotju s posledicami povišanega holesterola je malo znanega o patologijah, ki so povezane s pomanjkanjem holesterola in okvarami genov te metabolične pot. Lanosterol 14a-demetilaza CYP51 je glavni regulatorni encim poznega dela sinteze holesterola. Okvare tega gena do sedaj niso bile povezane z obolenji pri človeku. Ni tudi znano, kako odsotnost enega funkcionalnega alela CYP51 vpliva na fenotip in do kakšnih bolezenskih znakov lahko privede podedovana ali pridobljena okvara sinteze holesterola v jetrih. V predhodnem delu smo razvili transgene miške s pogojno izbitim genom Cyp51. Ti originalni živalski modeli predstavljajo osnovo za odkrivanje fenotipov ljudi, ki imajo nefunkcionalen en alel CYP51 ali pa zmanjšano izražanje encima CYP51 v celem organizmu ali v jetrih. Do sedaj zbrani rezultati meritev teže in krvnih parametrov Cyp51+/- na omejenem številu mišk izkazujejo pomembne razlike med spoloma. Med 6. in 12. tednom po rojstvu so Cyp51+/- moški statistično značilno lažji od moških divjega tipa, imajo manjšo težo možganov ter povišan celokupni krvni holesterol in testosteron. Pri ženskah Cyp51+/- smo v 12. tednu opazili zmanjšano maso abdominalne maščobe. Tudi izbitje Cyp51 v jetrih Cyp51-/lox;Alb-Cre+ mišk izkazuje pomembne razlike med spoloma. Izgleda, da so bolj prizadete ženske, kjer v do sedaj preiskanih vzorcih opazimo bolj napredovano hepatosteatozo v primerjavi z moškim. S predlaganim projektom želimo nadaljevati začete raziskave, s cilji: (1) Opredeliti vlogo heterozigotnosti na fenotip Cyp51+/- mišk obeh spolov; (2) Opredeliti posledice izbitja Cyp51 v jetrih mišk obeh spolov; (3) Poiskati polimorfizme gena CYP51 pri ciljnih populacijah pacientov; (4) Vzpostaviti funkcijske povezave med Cyp51 genotipom/fenotipom transgenih mišk in pacientov. Za dosego ciljev bomo pregledali biološke vzorce transgenih mišk Cyp51+/-, Cyp51lox/lox;Alb-Cre+ in Cyp51-/lox;Alb-Cre+, ki jih bomo hranili z različnimi prehranami (z lipidi bogata krma ali krma brez holesterola), in jim v nekaterih primerih še desinhronizirali cirkadni ritem. Pregledali bomo tudi zbirke DNA ciljnih skupin pacientov, kot so prezgodaj rojeni otroci obeh spolov iz študije ameriškega sodelavca projekta in izbranih bolnikov (moški in ženske) Kliničnega oddelka za endokrinologijo UKC. Uporabili bomo eksperimentalne pristope funkcijske genomike (visokozmogljivostne analize transkriptoma, SNP in sekvenciranja, promotorske analize, visokozmogljivostno metabolomiko, določanje krvnih parametrov, analizo western, imunohistokemijo, itd), bioinformatiko in rudarjenje v podatkih. Ti pristopi bodo omogočili celosten vpogled v nepravilnosti, ki se pojavijo zaradi napačnega izražanja Cyp51 in sinteze holesterola, tako da bo fenotipe pri miškah možno preslikati na človeka. Pristopi so izvirni in so v skladu s smernicami translacijskih raziskav kot tudi v skladu s smernicami razvoja osebne medicine po-genomskega obdobja.
Pomen za razvoj znanosti
Odkritje novih znanstvenih spoznanj. Z uporabo originalnih mišjih modelov in globalnih pristopov s kombinacijo eksperimentalnih in računskih metod, bomo raziskali molekularne mehanizme in interakcije, kar bo pomembno prispevalo k celostnemu razumevanju bolezni, ki so pogojene z nepravilnostmi v sintez holesterola. Naše osnovne raziskave so mednarodno odmevne, kar je razvidno iz spiska publikacij in citiranosti. Izpopolnitev oziroma razširitev metodološkega instrumentarija. V slovenski prostor smo uvedli tehnologijo DNA čipov in skupaj s partnerji Slovenskega konzorija za bio-čipe tudi proskrbeli ustrezno infrastrukturo.V letu 2011 nameravamo pridobiti tudi infrastruktruo in potrebno znanje, za pričetek raziskav z novo generacijo sekvenciranja v Sloveniji. Razvoj svojega temeljnega raziskovanja. Zgoraj omenjena znanstvena spoznanja spadajo v kategorijo temeljnih znanstvenih spoznanj s področja biokemije in molekularne biologije, funkcijske genomike in matematičnih pristopov, kar skupaj void do sistemske biologije. Publikacije zadnjih let predhodnih projektov so plod lastnega temeljnega raziskovanja v sodelovanju z mednarodnimi partnerji. Razvoj drugih temeljnih znanosti. Predloženi projekt je izrazito interdisciplinarne narave. Uporablja nova orodja funkcijske genomike. Poleg novih osnovnih spoznanj s področja biokemije in molekularne bioogije, se vklaplja v domeno bioinformatike in matematičnega modeliranja. Pričakujemo, da bodo imele v tem projektu načrtovane raziskave tudi vpliv na vsa tri omenjena področja. Razvoj aplikativnega raziskovanja. Iskanje novih diagnostičnih markerjev in tarč za zdravljenje nealkoholne bolezni jeter je tržno zanimivo področje farmacevtke industrije.Astra Zeneca daje podporo tovrstnim raziskavam na evropski ravni, s tem, da je vključena v konzorcij Liverdisys. Razvoj novih tehnologij. Predložene raziskave bodo pripomogle k nadaljnjemuu razvoju po-genomskih tehnologij v Sloveniji.
Pomen za razvoj Slovenije
V okviru projekta smo razvili postopke, ki lahko bistveno prispevajo k znižanju stroškov in izboljšanju kvalitete na področju odkrivanja novega znanja v biomedicini, še posebej na področju nealkoholne bolezni jeter. Prosta dostopnost različnih obsežnih podatkovnih baz in baz znanj na tem področju zahteva tesno sodelovanje med raziskovalci biomedicinskih in matematično-informatičnih znanosti. Cilj je integracija podatkov z obstoječim znanjem, kar omogoča ponovno uporabo obstoječih podatkov in s tem zmanjšanje stroškov eksperimentov. Ta pristop povečuje robustnost generiranih hipotez, ki vodijo do novih odkritij biomedicinskega znanja, zdravil, zdravstvenih postopkov in tretmajev. Slovenija na področju povezovanje tovrstnih interdisciplinarnih znanosti močno zaostaja in nima dovolj izkušenj za prenos v prakso. Izvedeni projekt je prispeval z premostitvi te vrzeli, saj je uporabil najsodobnejše po-genomske eksperimentalne in računske pristope na biomedicinsko relevantni problematiki večfaktorske bolezni NAFLD in pri tem izobrazil številne mlade strokovnjake. Dolgoročno bo projekt prispeval k boju proti metabolnemu sindromu, ki je eden najbolj perečih medicinskih izzivov naše dobe. Prost dostop do tega znanja lahko potencialno spodbudi inovacije v farmacevtski industriji. Z zagotavljanjem novih smernic ter z iz njih izhajajočim razvojem posamezniku prilagojenim napovedi o napredovovanju bolezni oziroma učinkov zdravljenja, bo ta projekt pripomogel k »zdravstveni pismenosti« laične javnosti.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
