 |
Genetic and immunologic investigations of the pathomechanisms of asthma and allergy
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
112872 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Szalai, Csaba |
| Title in Hungarian |
Asztma és allergia pathomechanizmusának genetikai és immunológiai vizsgálata |
| Title in English |
Genetic and immunologic investigations of the pathomechanisms of asthma and allergy |
| Keywords in Hungarian |
biobankok, gének, genetikai variációk, asztma endotípusok, immunterápia, biomarkerek, pszeudoallergia, komplementek, GWAS, bioinformatika, Bayes-i statisztika |
| Keywords in English |
biobanks, genes, genetic variations, asthma endotypes, immunotherapy, biomarkers, complement activation-related pseudo-allergy (CARPA), bioinformatics, Bayesian statistics |
| Discipline |
| Biological basis of diseases related to the above (Council of Medical and Biological Sciences) | 50 % | | General biochemistry and metabolism (Council of Medical and Biological Sciences) | 30 % | | Ortelius classification: Molecular markers and recognition | | Bioinformatics (Council of Medical and Biological Sciences) | 20 % |
|
| Panel |
Immunity, Cancer and Microbiology |
| Department or equivalent |
Dept. of Genetics, Cell- and Immunobiology (Semmelweis University) |
| Participants |
Antal, Péter
Antus, Balázs
Barta, Imre
Buzás, Edit Irén
Csoma, Zsuzsanna
F. Semsei, Ágnes
Fodor, Lili Erika
Gál, Zsófia
Gálffy, Gabriella
Gézsi, András
Komlósi, Zsolt István
Kutszegi, Nóra Zsófia
Losonczy, György
Nagy, Adrienne
Pállinger, Éva
Páska, Csilla
Tamási, Lilla
|
| Starting date |
2015-01-01 |
| Closing date |
2019-12-31 |
| Funding (in million HUF) |
53.888 |
| FTE (full time equivalent) |
21.57 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
1. Asztma és kontroll biobankok fejlesztése
2. Hipotézis-mentes vizsgálatokból (teljes genom génexpressziós és GWAS) kiindulva az asztmában, allergiában és allergénspecifikus immunterápiában szerepet játszó új gének és anyagcsereútvonalak azonosítása, vizsgálata.
3. Noninvazív, klinikumban is használható biomarkerek keresése, melyek alkalmasak az asztma különböző endotípusainak megkülönböztetésére, és így lehetőséget teremtenek a pontosabb, személyreszabott, célzott terápiára.
4. A komplementrendszer szerepének vizsgálata allergiában. Annak tanulmányozása, hogy a pszeudoallergiának (CARPA-nak) mekkora a jelentősége az allergiás megbetegedésekben és ez hogyan befolyásolja az allergénspecifikus immunterápiát?
5. A korábbi projektjeink során kifejlesztett bioinformatikai eszközünk (Bayesian network based Bayesian multilevel analysis of relevance (BN-BMLA)) továbbfejlesztése, mely alkalmas különböző forrásokból származó genetikai, genomikai, immunológiai és klinikai adatok fúziós, rendszerbiológiai szintű (kölcsönhatási hálózatok) értékelésére.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Mind az asztma, mind az allergia népbetegség, társadalmi, gazdasági jelentőségük óriási. A jelenleg alkalmazott fő terápiák tünetiek, azaz a betegségeket nem gyógyítják meg, csak a tüneteket enyhítik. Ráadásul a betegek egy része nem is reagál megfelelően a terápiákra. Ahhoz, hogy a jelenleginél jobb, személyre szabottabb terápiákat dolgozhassunk ki, jobban kellene ismernünk a betegségek pathomechanizmusait, jobb diagnosztikai eszközökkel kellene rendelkeznünk, a betegek azonosítására, pontos fenotipizálására.
Kísérleteink, fejlesztéseink fő célja az asztma, az allergia és az allergénspecifikus immunterápia genetikai hátterének és mechanizmusainak jobb megértése. Olyan noninvazív biomarkerek vizsgálata és detektálása, melyek alkalmasak az asztma különböző endotípusainak megkülönböztetésére, és lehetőséget teremtenek a személyreszabott, célzott terápiára. Fontos részei a projektnek a rendszerszintű elemzéshez szükséges bioinformatikai fejlesztések folytatása.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
Az asztma és az allergia genetikai és immunológiai vizsgálataival és az azonításukhoz szükséges bioinformatikai eszközök fejlesztésével olyan új géneket, anyagcsereútvonalakat, immunológiai és más biomarkereket detektálhatunk, amelyek utat nyithatnak új terápiák, gyógyszercélpontok és diagnosztikai eszközök kifejlesztéséhez. Mivel mindkét betegség az egész világon, így Magyarországon is igen gyakori, minden eredmény, amely hozzásegít hatékonyabb terápiák kifejlesztéséhez, nagyon sok embert érint, így mind gazdasági, mind társadalmi jelentősége óriási lehet.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Mind az allergia mind az asztma népbetegség, Magyarországon is több millióan érintettek. A két betegség részben átfed egymással, hiszen az asztmások egy része allergiás, sőt sok esetben asztmában az allergia a kiinduló betegség. Az utóbbi években nagyon sok mindent megismertünk a betegségekkel kapcsolatban, de számos kérdés ismeretlen maradt. Így mindkét betegségre igaz, hogy a fő terápiák tünetiek, azaz csak a tüneteket enyhítik, magát a betegséget nem gyógyítják meg. Ráadásul az asztmával kapcsolatban egyre inkább kiderül, hogy nem tekinthető egyetlen betegségnek, hanem több betegség hasonló főbb tünetekkel. Ez utóbbi azt is jelenti, hogy asztmában nem alkalmazható jó hatékonysággal egy általános terápia, hanem inkább a betegek pontos diagnózisa, és az ebből következő személyreszabott terápiára lenne szükség.
A genetikai és immunológiai vizsgálatokkal közelebb juthatunk a betegségek kialakulásának, a tünetek időnkénti súlyosbodásának megértéséhez. Például, ha egy génről, illetve annak termékéről ki tudjuk mutatni, hogy szerepet játszik a betegségben, akkor azzal megismerhetjük a betegséghez vezető anyagcsereutakat, melyek befolyásolásával esetleg meg tudjuk akadályozni a betegség kialakulását, vagy ha már kialakult hatékonyabb terápiát lehet kifejleszteni.
A projektünk olyan, ún. biomarkerek vizsgálatát is célul tűzte, amely lehetőséget nyújthat a betegség egyes alcsoportjainak megkülönböztetésére. Ha sikerül ilyen biomarkereket találnunk, lehetőség nyílna egyszerű módszerekkel a betegségek pontos diagnózisára, és ez utat nyithatna új személyreszabott terápiák kifejlesztésére, alkalmazására.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
1. Continuation of the development of asthma and control biobanks
2. Starting from hypothesis-free approaches (whole genome gene expression and GWAS), identification and investigation of novel genes and pathways in asthma, allergy and allergen specific immunotherapy.
3. Searching for non-invasive and clinically applicable biomarkers, which are capable for differentiation of different asthma endotypes making possible more exact, personal and targeted therapies.
4. Investigation of the role of complement system in allergy and immunotherapy. Investigation of the role of pseudoallergy (CARPA) in “true” allergies, and how it influences the allergen specific immunotherapy.
5. Further development of our bioinformatic tools (Bayesian network based Bayesian multilevel analysis of relevance (BN-BMLA)), which are capable for systems biologic (identification of interaction networks) and fusion evaluation of genetic, genomic, immunologic and clinical data originated from different sources.
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
Both asthma and allergy are very frequent, endemic diseases and their social and financial significances are huge. In both diseases the main type of therapies are symptomatic, meaning that they do not cure the diseases, but only alleviate the symptoms. In addition, some patients do not answer properly to the therapy. In order to be able to develop more effective, personal therapies, we need to understand the pathomechanisms of the diseases and we need to have better diagnostic tools for better identification and phenotypization of the patients.
Our main aims are the understanding of the mechanisms and pathomechanisms of asthma, allergy and allergen specific immunotherapy. We identify and investigate non-invasive biomarkers which are capable for the differentiation of different endophenotypes of asthma making possible the application of better personal and targeted therapies. An important part of our project is the continuation of the development our bioinformatic tools, necessary for the systems biologic evaluation.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
By genetic and immunologic investigation of asthma and allergy and by development of bioinformatic tools for evaluation, we can detect novel genes, pathways and biomarkers, which can pave the way for the detection of new drug targets and for the development of new, personal therapies and diagnostic tools. As both diseases are very frequent in the whole world including Hungary, every development in our knowledge about these diseases and in the therapy and diagnostics, can have a great significance, in both social and financial point of view.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Both allergy and asthma are endemic diseases. There are several hundred million asthmatic and allergic patients in the world and several million in Hungary. The two diseases are not independent from each other, e.g. 80% of asthmatic children are also allergic and allergy is frequently the initiating factor in asthma in every age. Both diseases are under-diagnosed and under-treated and despite the numerous genetic and immunologic studies carried out to gain insight into their complexities, our understanding of the pathomechanism of the diseases remains limited. In addition, asthma is a vague term that describes a group of clinical symptoms with reversible expiratory airflow limitation or bronchial hyperresponsiveness. Genetic and immunologic investigations are important tools for better understanding of the diseases. E.g. identification of a gene playing role in a disease can lead to a better knowledge about the disease pathways whose modification can be beneficial in the therapy or cure of the disease, but even in the prevention of the development of the disease.
Another aim of our project is the investigation of potent biomarkers of these diseases, which can offer better possibilities for identification of subgroups of patients paving the way for personal, targeted therapies.
Bioinformatic tools are necessary for the detection of the “real”, reliable results, especially in the era of the “big data” (i.e. huge, heterogeneous data). In this project we also develop new bioinformatic tools for these purposes.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| Gál Z, Gézsi A, Pállinger É, Visnovitz T, Nagy A, Kiss A, Sultész M, Csoma Z, Tamási L, Gálffy G, Szalai C.: Plasma neutrophil extracellular trap level is modified by disease severity and inhaled corticosteroids in chronic inflammatory lung diseases., Sci Rep. 2020;10(1):4320., 2020 | | Gál Z, Gézsi A, Molnár V, Nagy A, Kiss A, Sultész M, Csoma Z, Tamási L, Gálffy G, Bálint BL, Póliska S, Szalai C.: Investigation of the Possible Role of Tie2 Pathway and TEK Gene in Asthma and Allergic Conjunctivitis., Front Genet. 2020;11:128., 2020 | | Csoma Z, Gál Z, Gézsi A, Herjavecz I, Szalai C.: Prevalence and characterization of severe asthma in Hungary., Sci Rep. 2020;10(1):9274., 2020 | | Szalai C: Genomic Approach to Complex Diseases, First European Biomedical Engineering Conference for Young Investigators Volume 50 of the series IFMBE Proceedings pp 1-6., 2015 | | Szalai Cs. Antal P.: Hálózatok vizsgálata betegségekben, Természet Világa, 2015;146:68-72., 2015 | | Csoma Zs, Szalai Cs, Herjavecz I.: A betegség természetes lefolyása, a súlyos rögzült légúti obstrukció kialakulásának kockázata súlyos asztmában, hazai adatok alapján., Med. Thor. 2015;68: 97-116., 2015 | | Gézsi A, Bolgár B, Marx P, Sarkozy P, Szalai C, Antal P.: VariantMetaCaller: automated fusion of variant calling pipelines for quantitative, precision-based filtering., BMC Genomics. 2015 Oct 28;16(1):875. doi: 10.1186/s12864-015-2050-y., 2015 | | Szalai C: Genomic Approach to Complex Diseases, First European Biomedical Engineering Conference for Young Investigators Volume 50 of the series IFMBE Proceedings pp 1-6., 2015 | | Szalai Cs. Antal P.: Hálózatok vizsgálata betegségekben, Természet Világa, 2015;146:68-72., 2015 | | Szalai Csaba: Farmakogenomika, Focus Medicinae XVIII/3:31-36., 2016 | | Kutszegi N, Semsei ÁF, Gézsi A, Sági JC, Nagy V, Csordás K, Jakab Z, Lautner-Csorba O, Gábor KM, Kovács GT, Erdélyi DJ and Szalai C: Subgroups of paediatric acute lymphoblastic leukaemia might differ significantly in genetic predisposition to asparaginase hypersensitivity, PlosOne; 10(10):e0140136. doi: 10.1371/journal.pone.0140136. eCollection 2015., 2015 | | Sági JC, Kutszegi N, Kelemen A, Fodor LE, Gézsi A, Kovács GT, Erdélyi DJ, Szalai C, Semsei ÁF.: Pharmacogenetics of anthracyclines., Pharmacogenomics. 2016 Jun;17(9):1075-87., 2016 | | Fodor LE, Gézsi A, Ungvári I, Semsei ÁF, Gál Z, Nagy A, Gálffy G, Tamási L, Kiss A, Antal P, Szalai C.: Investigation of the possible role of the Hippo/YAP1 pathway in asthma and allergy., Allergy Asthma Immunol Res. 2016. accepted., 2017 | | Szalai Cs.: Egérmodellel az asztma nyomában., Élet és tudomány, 2015;46: 1446-1448., 2015 | | Hegyi M, Arany A, Semsei AF, Csordas K, Eipel O, Gezsi A, Kutszegi N, Csoka M, Muller J, Erdelyi DJ, Antal P, Szalai C, Kovacs GT.: Pharmacogenetic analysis of high-dose methotrexate treatment in children with osteosarcoma, 2016 Aug 23. doi: 10.18632/oncotarget.11543., 2016 | | Kutszegi N, Yang X, Gézsi A, Schermann G, Erdélyi DJ, Semsei ÁF, Gábor KM, Sági JC, Kovács GT, Falus A, Zhang H, Szalai C.: HLA-DRB1*07:01-HLA-DQA1*02:01-HLA-DQB1*02:02 haplotype is associated with a high risk of asparaginase hypersensitivity in acute lymphoblastic leukemia., Haematologica. 2017 Sep;102(9):1578-1586., 2017 | | Fodor LE, Gézsi A, Ungvári I, Semsei ÁF, Gál Z, Nagy A, Gálffy G, Tamási L, Kiss A, Antal P, Szalai C: Investigation of the possible role of the Hippo/YAP1 pathway in asthma and allergy., Allergy Asthma Immunol Res. May;9(3):247-256., 2017 | | Farzan N, Vijverberg SJ, Andiappan AK, Arianto L, Berce V, Blanca-López N,Bisgaard H, Bønnelykke K, Burchard EG, Campo P, Canino G, Carleton B, Celedón JC,Chew FT, Chiang WC, Cloutier MM, Daley D, Den Dekker HT, Dijk NF, Duijts L,Flores C, Forno E, Hawcutt DB, Hernandez-Pacheco N, de Jongste JC, Kabesch M,Koppelman GH, Manolopoulos VG, Melén E, Mukhopadhyay S, Nilsson S, Palmer CN,Pino-Yanes M, Pirmohamed M, Potočnki U, Raaijmakers JA, Repnik K, Schieck M, Sio YY, Smyth RL, Szalai C, Tantisira KG, Turner S, van der Schee MP, Verhamme KM,Maitland-van der Zee AH.: Rationale and design of the multiethnic Pharmacogenomics in Childhood Asthma consortium., Pharmacogenomics. 2017 Jul;18(10):931-943., 2017 | | Sárközy P, Molnár V, Fogl D, Szalai C, Antal P.: Beyond Homopolymer Errors: a Systematic Investigation of Nanopore-based DNA Sequencing Characteristics Using HLA-DQA2., Periodica Polytechnica Electrical Engineering and Computer Science, [S.l.], May 2017. ISSN 2064-5279., 2017 | | Molnár V, Nagy A, Tamási L, Gálffy G, Böcskei R, Bikov A, Czaller I, Csoma Z, Krasznai M, Csáki C, Zsigmond G, Csontos Z, Kurucz A, Kurucz E, Fábos B, Bálint BL, Sasvári-Székely M, Székely A, Kótyuk E, Kozma GT, Cserta G, Farkas A, Gál Z, Gézsi A, Millinghoffer A, Antal P, Szalai C.: From genomes to diaries: a 3-year prospective, real-life study of ragweed-specific sublingual immunotherapy., Immunotherapy. 2017 Nov;9(15):1279-1294., 2017 | | Kutszegi N, Yang X, Gézsi A, Schermann G, Erdélyi DJ, Semsei ÁF, Gábor KM, Sági JC, Kovács GT, Falus A, Zhang H, Szalai C.: HLA-DRB1*07:01-HLA-DQA1*02:01-HLA-DQB1*02:02 haplotype is associated with a high risk of asparaginase hypersensitivity in acute lymphoblastic leukemia., Haematologica. 2017 Sep;102(9):1578-1586., 2017 | | Gezsi A, Bruncsics B, Guta G, Antal P: Constructing a Quantitative Fusion Layer over the Semantic Level for Scalable Inference, International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering. Edited by Rojas I, Ortuño F. Springer, Cham; 2018:41–53., 2018 | | Gézsi A, Kovács Á, Visnovitz T, Buzás EI: Systems biology approaches to investigate the roles of extracellular vesicles in human diseases., Exp Mol Med. 2019 Mar 15;51(3):33. doi: 10.1038/s12276-019-0226-2., 2018 | | Fodor LE, Gézsi A, Gál Z, Nagy A, Kiss A, Bikov A, Szalai C: Variation in the TEK gene is not associated with asthma but with allergic conjunctivitis, Int J Immunogenet. 2018 Jun;45(3):102-108. doi: 10.1111/iji.12365., 2018 | | Balicza P, Varga NÁ, Bolgár B, Pentelényi K, Bencsik R, Gál A, Gézsi A, Prekop C, Molnár V, Molnár MJ.: Comprehensive Analysis of Rare Variants of 101 Autism-Linked Genes in a Hungarian Cohort of Autism Spectrum Disorder Patients, Front Genet. 2019 May 8;10:434. doi: 10.3389/fgene.2019.00434., 2018 | | Sági JC, Egyed B, Kelemen A, Kutszegi N, Hegyi M, Gézsi A, Herlitschke MA, Rzepiel A, Fodor LE, Ottóffy G, Kovács GT, Erdélyi DJ, Szalai C, Semsei ÁF.: Possible roles of genetic variations in chemotherapy related cardiotoxicity in pediatric acute lymphoblastic leukemia and osteosarcoma, BMC Cancer. 2018 Jul 3;18(1):704. doi: 10.1186/s12885-018-4629-6., 2018 | | Rzepiel A, Kutszegi N, Gézsi A, Sági JC, Egyed B, Péter G, Butz H, Nyírő G, Müller J, Kovács GT, Szalai C, Semsei ÁF, Erdélyi DJ.: Circulating microRNAs as minimal residual disease biomarkers in childhood acute lymphoblastic leukemia., J Transl Med. 2019;17(1):372., 2019 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
