Projekti / Programi
Genetika in farmakogenomika kronične vnetne črevesne bolezni in genetsko povezanih kroničnih imunskih bolezni
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 3.01.00 |
Medicina |
Mikrobiologija in imunologija |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B220 |
Biomedicinske vede |
Genetika, citogenetika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 3.01 |
Medicinske in zdravstvene vede |
Temeljna medicina |
genetika, farmakogenomika, kronične imunske bolezni, kompleksne bolezni
Raziskovalci (22)
Organizacije (3)
Povzetek
Skupaj z našimi partnerji v mednarodnem konzorciju "International Inflammatory bowel diseases Genetic Consortium (IIBDGC)" smo pred kratkim izvedli asociacijsko študijo v celotnem genomu (ang GWAs za Genome wide association study) z uporabo specializirane po meri izdelane mikromreže Immunochip (iCHIP) pri 75.000 bolnikih s kronično vnetno črevesno boleznijo (KVČB) in kontrolah ter odkril 163 lokusov povezanih s KVČB. (Nature 2012, 491 (7422) :11924).
Z našo obsežno bioinformatsko in in silico funkcijsko analizo smo: 1. ugotovili, da je več kot 80 % polimorfizmov posameznega nukleotida (SNP-jev), ki so povezani s KVČB, lociranih v nekodirajočih področjih genoma ali celo v “genskih puščavah”; 2. odkrili, da so interakcije med geni in mikrobi oblikovale genetsko arhitekturo KVČB in 3. odkrili, da so številni geni in biološke poti skupne sorodnim kroničnim imunskim boleznim. Zaradi medsebojne povezanosti polimorfizmov SNP t.i. genetskega neravnovesja, je ugotovitev vzročnega polimorfizma in gena, ki je dejansko vpleten v nastanek bolezni, glavni izziv post GWA raziskav genetike kompleksnih bolezni v naslednjih nekaj letih. Kot učinkovit način povezovanja nekodirajočih SNPjev in najboljših kandidatnih genov povezanih z boleznijo, se je izkazal analiza eQTL, kjer iščemo povezave med bolezenskimi SNPji in gensko ekspresijo bližnjih genov z metodami, kjer obravnavamo genske ekspresijo kot kvantitativni fenotip. Večina eQTL študij je do sedaj podatke o ekspresiji pridobila iz limfoblastoidnih celičnih linij, ki pa nujno ne odražajo naravno stanje genske ekspresije in vivo. Večina eQTL študij pa je poleg tega pridobila podatke z uporabo tehnologije mikromrež, ki pa de novo ne morejo identificirati nove izoform. V okviru tega projekta bomo izboljšali eQTL analizo z merjenjem genske ekspresije v levkocitih in biopsijah črevesnega tkiva, ki jih bomo pridobili od bolnikov s KVČB in sicer bomo merili gensko ekspresijo s tehnologijo sekvenciranja naslednje generacije (NGS) za RNA molekule (RNA-seq), kar nam bo omogočalo identifikacijo in kvantifikacijo novih biološko pomembnih izooblik, povezanh s patogenezo bolezni. Dodatno bomo integrirali genetske podatke analize DNA (NGS, genotipizacija), podatke o genski ekspresiji (RNA-seq), epigenetske podatke (metilacija, kromatinska imunoprecipitacija (ChIP)) in podatke o genski regulaciji (miRNA, mehanizem izrezovanja) ter bioinformatskih orodij (GO), kar nam zagotavlja identifikacijo in opis bioloških poti, ki so pomembne v molekularni patogenezi ter razlago mehanizma delovanja bolezenskih SNPjev v nekodirajočih področjih.
Naš projekt je popolnoma izvedljiv, saj je naša biobanka v svetovenem merilu ena najobsežnejših biobank, ki vsebuje pare DNA/RNA vzorcev slovenskih bolnikov s kroničnimi imunskimi boleznimi, to je 600 KVČB bolnikov (1200 RNA vzorcev odvzetih med udravljenjem z adalimumabom), 500 astmatikov (800 RNA vzorcev odvzetih med zdravljenjem z antileukotrieni in kortikosteroidi), 250 bolnikov z revmatoidnim artritisom in 250 bolnikov z multiplo sklerozo. Del naše biobanke vsebuje RNA vzorce bolnikov z refraktorno obliko Crohnove bolezni (bolniki, ki ne odgovarjajo na standardno terapijo in razvijejo hudo obliko bolezni, vključno s fistulami), katerim je bil vzorec odvzet pred začetkom zdravljenja z adalimumabom ter po 2, 4, 8 in 12 tednih zdravljenja, kar predstavlja edinstveno in najbolj obetaven del študije za zagotavljanje novih odkritij.
Poleg tega je zagotovljen dostop do podatkov o genotipizaciji znotraj podatkovne baze konzorcija, ki je potreben za uspešno dokončanje našega projekta, saj je naš projekt že odobril upravni odbor IIBDGC konzorcija.
Končno bomo povezali molekularno genetske podatke bolnikov s podatki pridobljenimi z ribotipizacijo in toksinotipizacijo sevov bakterije Clostridium difficile, ki jih bomo pridobili iz bolnikov s KVČB, s čemer bomo prispevali k razumevanju interakcij gostitelj-mikrob pri KVČB.
Pomen za razvoj znanosti
• S prvo farmakogenomsko študijo za odziv na adalimumab pri bolnikih s Crohnovo boleznijo na osnovi uporabe mikromrež (biočipov) za post GWA, smo odkrili nove polimorfizme SNP povezane z odzivom na zdravljenje z adalimumabom. Uporaba farmakogenomskih biomarkerjev za individualizirano zdravljenje pomeni znatno izboljšanje kvalitete življenja bolnikov z manj neželjenih učinkov zdravil. • Prva obsežna eQTL analiza v krvnih limfocitih in tkivih bolnikov s kroničnimi imunskimi boleznimi, s katero smo odkrili nove eQTL lokuse in povezali nekodirajoče polimorfizme z novimi geni, ki jih predhodno še nismo povezovali z kroničnimi imunskimi boleznimi • Mapiranje funkcijskih regulatornih polimorfizmov bo osvetlilo načine delovanja cisdelujočih elementov ter bo v pomoč študijam regulacije genske ekspresije v različnih celicah. Pripomoglo bo tudi k lažjemu razumevanju vloge variabilnosti v nekodirajočih področjih človeškega genoma. Pojasnitev delovanja polimorfizmov SNP v »genskih puščavah« bo prispevalo k boljšemu razumevanju mehanizmov regulacije genskeekspresije. • Odkritje vzročnih polimorfizmov in njihovih povezav z dejanskimi bolezenskimi geni bo močno pospešilo nadaljne funkcijske raziskave in razvoj biooznačevalcev in prediktivnih modelov za osebno medicino
Pomen za razvoj Slovenije
• Rezultati tega projekta so zagotovilei razvoj knowhow znanja, ki smo ga neposredno uporabili za ustanovitev »Infrastrukturnega centra za analizo genoma in personalizirano medicino«, v okviru IP-0029 Infrastrukturnega programa Univerze v Mariboru, sklop CORE@UM. Center izvaja: 1. genetsko diagnostiko in raziskave&razvoj ter klinično implementacijo novih diagnostičnih postopkov za UKC MB in UKC LJ ter ostale nacionalne inštitucije povezane z zdravjem, npr. Nacionalni inštitt za javno zdravje Maribor; izbrani R&R projekti:•IRP2016/01 »Razvoj novih protokolov sekvenciranja naslednje generacije za diagnosticiranje monogenskih (Mendlovih) sindromov«, Oddelek za pediatrijo UKC Maribor, 2. Raziskovalni&razvojni projeti za industrijo: • Razvoj področja farmakogenomike v Sloveniji. Uporaba farmakogenomskih biomarkerjev za individualizirano zdravljenje pomeni znatno izboljšanje kvalitete življenja bolnikov z manj neželjenih učinkov zdravil z optimalna uporabo zdravil bodo tudi precej nižji stroški za zdravstveni proračun • Razvoj biotehnološka podjetja, ki zagotavlja delovna mesta z visoko dodano vrednostjo bi se lahko začela na podlagi rezultatov te študije. Farmakogenetski testi in biooznačevalci se lahko ponudijo kot servis ali diagnostični komplet. • Z rezultati predlaganega projekta bomo prispevali k natančnemu opisu slovenskega genoma in genetske raznolkosti v slovenski populaciji, ki bo dostopna ostalim razsikovalcem v sloveniji za učinkovitejše asociacijske analize
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
