Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Biološki, genetski in epigenetski označevalci debelosti in metabolnega sindroma pri otrocih in mladostnikih

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
3.05.00  Medicina  Reprodukcija človeka   

Koda Veda Področje
B660  Biomedicinske vede  Pediatrija 

Koda Veda Področje
3.02  Medicinske in zdravstvene vede  Klinična medicina 
Ključne besede
debelost, prediabetes, genetika, farmakogenomika, otrok, mladostnik
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (24)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  23435  dr. Magdalena Avbelj Stefanija  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2017  177 
2.  13023  dr. Tadej Battelino  Medicina  Vodja  2014 - 2017  1.232 
3.  35553  dr. Sara Bertok  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2015 - 2017  86 
4.  01314  mag. Nevenka Bratanič  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2015  279 
5.  13409  dr. Nataša Bratina  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2017  431 
6.  15657  dr. Maruša Debeljak  Onkologija  Raziskovalec  2014 - 2017  248 
7.  11711  dr. Vita Dolžan  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2014 - 2017  765 
8.  22251  Jurka Ferran    Tehnični sodelavec  2014 - 2017 
9.  32515  Nevenka Flis Šlibar    Tehnični sodelavec  2014 - 2017 
10.  33110  dr. Katja Goričar  Onkologija  Raziskovalec  2014 - 2017  290 
11.  33868  dr. Urh Grošelj  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2017  484 
12.  10412  dr. Simon Horvat  Biotehnika  Raziskovalec  2014 - 2017  561 
13.  28512  dr. Tinka Hovnik  Medicina  Raziskovalec  2014 - 2017  107 
14.  34575  dr. Gašper Klančar  Onkologija  Mladi raziskovalec  2014 - 2015  74 
15.  31947  dr. Tilen Konte  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2014  33 
16.  21358  dr. Primož Kotnik  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2017  247 
17.  32181  dr. Jernej Kovač  Medicina  Raziskovalec  2014 - 2015  207 
18.  29097  Brigita Mali    Tehnični sodelavec  2014 - 2017 
19.  26462  dr. Simona Murko  Metabolne in hormonske motnje  Raziskovalec  2014  64 
20.  29991  Alja Oblak  Biokemija in molekularna biologija  Tehnični sodelavec  2014  60 
21.  36427  dr. Andraž Šmon  Metabolne in hormonske motnje  Mladi raziskovalec  2014 - 2017  41 
22.  37490  dr. Tine Tesovnik  Reprodukcija človeka  Mladi raziskovalec  2015 - 2017  64 
23.  20253  dr. Katarina Trebušak Podkrajšek  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2017  405 
24.  15440  dr. Mojca Žerjav Tanšek  Reprodukcija človeka  Raziskovalec  2014 - 2017  317 
Organizacije (3)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0104  Kemijski inštitut  Ljubljana  5051592000  21.278 
2.  0312  Univerzitetni klinični center Ljubljana  Ljubljana  5057272000  77.669 
3.  0381  Univerza v Ljubljani, Medicinska fakulteta  Ljubljana  1627066  48.399 
Povzetek
Debelost pri otrocih in mladostnikih je eden najbolj pomembnih javnozdravstvenih problemov v svetu in Sloveniji.   Genetski dejavniki pomembno vplivajo na indeks telesne mase (ITM). Poligenske oblike debelosti pri otrocih so povezane z variacijami v več genih, od katerih so nekateri specifično povezani z otroško populacijo (FTO, MC4R in TMEM18). Do danes opredeljene genetske različice razložijo relativno majhen delež v variabilnosti ITM. Pomembno vlogo imajo verjetno še neodkrite genetske različice in epigenetski mehanizmi, kot so različice v vzorcih metilacije DNA in molekule miRNA. Kandidatne regije, kjer bi epigenetski mehanizmi lahko pomembno vplivali na razvoj debelosti so promotorske regije genov povezanih z vnosom energije in porabo energije (npr. POMC, MC4R), in geni, ki so povezani z razvojem maščobnega tkiva, npr. DEPTOR, ki je nov gen za debelost odkrit v naši projektni skupini in še neraziskan kot kandidatni gen za debelost pri otrocih. Poznavanje vloge epigenetskih mehanizmov je pomembno tudi pri oceni učinkovitosti intervencij.   Kopičenje maščevja v jetrih in mišicah ter disfunkcija maščobnega tkiva pri debelosti vodijo v sistemsko rezistenco za inzulin s hiperinzulinizmom, ki vodi ne le v sladkorno bolezen tipa 2 (SBT2) z zapleti, temveč tudi neodvisno v razvoj ateroskleroze in srčno-žilnih bolezni. Zato pomemben del načrtovane raziskave namenjamo preučevanju razlik med debelimi otroci in mladostniki, pri katerih je hiperinzulinizem prisoten in pri tistih, kjer ni. Različice v genih, ki so povezani z delovanjem in izločanjem inzulina so kandidati za opredelitev genetske predispozije zgodnjih faz diabetesa – hiperinzulinizma (INSR, TCF7L2, IGF2BP2, CDKAL1, HHEX, HNF1A). Opisane so povezave med debelostjo, inzulinsko rezistenco in značilnimi metilacijskimi vzorci genov, ki so povezani z debelostjo in zapleti debelosti (PGC1alfa). Vedenje o vlogi metilacijskih različic in miRNA pri razvoju prediabetesa pri otrocih in mladostnikih je zelo omejena.   Metformin je vodilno zdravilo za zdravljenje SBT2 pri mladostnikih. Poveča občutljivost tkiv za inzulin in zniža raven inzulina v plazmi, kar je pomemben učinek zdravljenja zapletov debelosti. Pri transportu metformina imajo pomembno vlogo organski kationski transporterji (OCT1, OCT 2, MATE). Različice v teh genih so povezane z zmanjšanim učinkom zdravila pri odraslih s SBT2. Interindividualna variabilnost v genetskih različicah teh genov bi lahko vplivala na učinek zdravljenja z metforminom pri mladostnikih s prediabetesom.   Glede na obsežnost problema in pričakovane dolgoročne zdravstvene posledice debelosti je nujno takoj razviti zgodnje in učinkovite mehanizme, s katerimi bomo zajezili povečevanje pogostnosti debelosti in zgodaj odkrili posameznike, ki so predisponirani za zgodnje zaplete debelosti. S tega vidika je nujno poznavanje za populacijo specifične patogeneze debelost in zapletov debelosti. Cilji raziskave so (1) opredeliti genetsko in epigenetsko predispozicijo za debelost in (2) prediabetes - hiperinzulinizem pri slovenskih otrocih in mladostnikih ter (3) opredeliti genetske označevalce odziva na zdravljenje z metforminom pri debelih mladostnikih s prediabetesom.   Vsa metodologija, ki bi jo uporabili je že na voljo oz. se že razvija v sodelujočih institucijah (1) presejalni test analize talilne krivulje DNA v visoki ločljivosti (angl. HRM) in Sangerjevo sekvenciranje (2) metoda asociacijskih študij na celotnem genomu (angl. GWAS) na združenih vzorcih (3) metoda bisulfitne transformacije DNA (4) tehnologija sekvenciranja naslednje generacije (angl. NGS) in PCR v realnem času izbranih miRNA ter (5) alelno-specifični PCR v realnem času.   Rezultate raziskave bi uporabili za izdelavo kliničnih algoritmov, ki bi jih neposredno prenesli v klinično rabo in s tem pomembno izboljšali zdravstveno oskrbo obravnavane rizične skupine otrok in mladostnikov.
Pomen za razvoj znanosti
Rezultati raziskovalnega projekta so pomembno doprinesli k bazičnemu znanju s področja etiologije otroške debelosti in zapletov le te, predvsem etiologije inzulinske rezistence, ki je eden poglavitnih mehanizmov zapletov debelosti. Do zaključka projekta nam je namreč uspelo objavili 3 raziskovalne članke v pomembnih strokovnih revijah, ki objavljajo članke s področja otroške debelosti oz. sladkorne bolezni pri otrocih (International Journal of Obesity, Pediatric Obesity in Pediatric Diabetes), v recenzentskem procesu pa je še en prispevek. Na osnovi rezultatov projekta sta bili uspešno opravljeni tudi dve diplomski nalogi v sklopu magistrskega študijskega programa 2. stopnje biokemija. Z opisom prevalence mutacij v najpogostejšem genu povezanem z monogensko debelostjo in prevalence polimorfizma, ki je povezan s poligensko debelostjo smo dodatno potrdili vlogo usmerjene genetske diagnostike pri obravnavi debelih otrok. Z uporabo metode sekvencioniranja naslednje generacije pri posameznikih z bolezensko debelostjo smo potrdili vlogo takšnega načina diagnostike za opredelitev novih kandidatnih genov za različna bolezenska stanja. Bili smo med prvimi, ki so opredelili gen INPP5E kot nov kandidatni gen za nadaljnje raziskave motenj apetita in debelosti. Največji doprinos k znanosti smo dosegli na področju raziskav etiologije inzulinske rezistence. Variacije v promotorski regiji gena DEPTOR smo povezali z večjo verjetnostjo za inzulinsko rezistenco pri debelih otrocih. S tem je navedeni gen postal nov kandidatni gen ne le za debelost, temveč tudi za ta zaplet, kar bi lahko imelo pomembne posledice ne le diagnostiko, temveč tudi pri razvoju terapij sladkorne bolezni tipa 2. Nadalje smo kot prvi uporabili metodo asociacijske študije na celotnem genomu na združenih vzorcih za opredelitev kandidatnih genov povezanih z inzulinsko rezistenco. Z nadaljnjimi analizami smo opredelili povsem nov kandidatni gen PYGB, v nadaljevanju pa pričakujemo, da bomo na osnovi že pridobljenih rezultatov opredelili še več novih genov. Pomemben del raziskave smo posvetili tudi razvoju metodologije za opredelitev metilacijskih vzorcev DNA, ki je eden glavnih epigenetskih mehanizmov, ki vplivajo na izražanje genov. V projektu smo raziskovali metilacijske vzorce v znanih genih povezanih z debelostjo in v regiji promotorja DEPTOR. Pomemben doprinos k znanosti smo dosegli tudi na področju raziskav nekodirajoče RNA pri zapletih debelosti. Z raziskovalci iz tujine smo uspešno potrdili vlogo ravni miR-122 pri patogenezi zamaščenosti jeter debelih predpubertetnih otrok.
Pomen za razvoj Slovenije
Debelost in zapleti debelosti pri otrocih in mladostnikih v Sloveniji so velik javnozdravstveni problem. Glede na obsežnost problema in pričakovane dolgoročne zdravstvene posledice debelosti je nujno takoj razviti zgodnje in učinkovite mehanizme, s katerimi bomo zajezili povečevanje pogostnosti debelosti in zgodaj odkrili posameznike, ki so predisponirani za zgodnje zaplete debelosti. S tega vidika je nujno poznavanje za populacijo specifične patogeneze debelost in zapletov debelosti. V raziskavi smo opredelili prevalenco mutacij v najpogostejših genih povezanih z monogensko in poligensko debelostjo, vzpostavili smo tudi metodologijo sekvencioniranja naslednje generacije za opredelitev redkih oblik debelosti. Metodologija bo naprej uporabljena v diagnostičnih postopkih Kliničnega oddelka za endokrinologijo, diabetes in presnovne bolezni Pediatrične klinike v Ljubljani v kateri na terciarni ravni vodimo otroke in mladostnike z bolezensko debelostjo. Za Slovenijo je pomemben tudi razvoj genetskih in epigenetskih metod za opredelitev predispozicije za inzulinsko rezistenco, ki je vodilni patofiziološki mehanizem, ki vodi v zaplete debelosti. Na osnovi rezultatov projekta in nadaljnjih pričakovanih rezultatov bo lažje opredeliti posameznike s povečano verjetnostjo za zaplete. Le tem bomo lahko prej nudili še bolj intenzivno konzervativno in medikametozno zdravljenje s ciljem zgodaj preprečiti zaplete debelosti, kar bi moralo rezultirati v zmanjšani dolgoročni obolevnosti te populacije. Prav tako znanstvene objave in nastopi na mednarodnih srečanjih ustvarjajo prepoznavnost Slovenije in s tem odpirajo možnosti za nadaljnje mednarodno strokovno sodelovanje in tuje investicije v razvoj storitev in produktov z veliko dodano vrednostjo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2014, 2015, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno