 |
Sclerosis tuberosa fenotípus lehetséges genetikai háttereinek vizsgálata újgenerációs módszerekkel: genotípus-fenotípus összefüggés biokémiája
|
súgó 
nyomtatás 
|
Ezen az oldalon az NKFI Elektronikus Pályázatkezelő Rendszerében nyilvánosságra hozott projektjeit tekintheti meg.
vissza »
|
| |
Projekt adatai |
|
|
| azonosító |
115677 |
| típus |
PD |
| Vezető kutató |
Kövesdi Erzsébet |
| magyar cím |
Sclerosis tuberosa fenotípus lehetséges genetikai háttereinek vizsgálata újgenerációs módszerekkel: genotípus-fenotípus összefüggés biokémiája |
| Angol cím |
Possible genetic backgrounds of tuberous sclerosis complex investigated by new generation techniques: biochemistry of genotype-phenotype association |
| magyar kulcsszavak |
sclerosis tuberosa, NGS, biokémia, genotípus, fenotípus |
| angol kulcsszavak |
tuberous sclerosis complex, NGS, biochemistry, genotype, phenotype |
| megadott besorolás |
| Közegészségtan, egészségügyi szolgáltatások, környezetegészségügy, foglalkozásegészségügy, epidemiológia, orvosi etika (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 50 % | | Ortelius tudományág: Ritka betegségek | | Neurológia, cerebrovascularis betegségek, pszichiátria (Orvosi és Biológiai Tudományok Kollégiuma) | 50 % | | Ortelius tudományág: Neurológia |
|
| zsűri |
Genetika, Genomika, Bioinformatika és Rendszerbiológia |
| Kutatóhely |
Orvosi Genetikai Intézet (Pécsi Tudományegyetem) |
| projekt kezdete |
2015-09-01 |
| projekt vége |
2020-12-31 |
| aktuális összeg (MFt) |
8.970 |
| FTE (kutatóév egyenérték) |
3.58 |
| állapot |
lezárult projekt |
magyar összefoglaló A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A sclerosis tuberosa (ST) autoszómális domináns öröklődést mutató genetikai betegség, melynek prevalenciája világszerte kb. 1:6000-re tehető, így Magyarországon kb. 1600 embert érinthet. A betegség klinikai tüneteire jellemző, hogy bár több szerv is érintett lehet, leginkább a bőrt, a vesét és a központi idegrendszert érintik. Jellegzetes tünetek: hypomelanotikus foltok, angifibromák, vesecysták, angiomyolipoma, vesekarcinoma, asubependymális nodusok, subependymális óriássejtes astrocitómák, valamint a cortikális tuber/ek. Ez utóbbiak következtében az érintett betegeknél felléphetnek olyan központi idegrendszeri tünetek, mint a kognitív deficit, autizmus spektrum zavar és epilepsziás rohamok. A ST kialakulásához a TSC1, vagy a TSC2 gén valamelyikében bekövetkező mutáció szükséges, azonban a tünetekkel rendelkező betegek 15%-ban ezen génekben nem mutatható ki eltérés a rutin diagnosztikában használt módszerekkel (Sanger-féle szekvenálás, MLPA vizsgálat). Mindezek miatt feltételezik, hogy ezen betegcsoport esetében a tüneteket más, a betegség patomechanizmusában jelenleg még nem azonosított folyamatok, gén ill. gének eltérései tehetők felelőssé. A pályázat erősen támaszkodik biobank készletünkre, így első lépéseként beteganyagunkból a fent említett két génben mutációt nem mutató betegek DNS mintáit gyűjtenénk ki, majd ezeket nemzetközi kollaboráció keretében teljes exom szekvenálásnak (WES) vetnénk alá. A pályázat másik célkitűzése a WES mellett a genomikával kapcsolt proteomikai vizsgálatok kivitelezése tömegspektrometriás vizsgálatokkal.
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.
A tünetekkel rendelkező ST betegek kb. 15%-ban a manapság használatban levő rutin molekuláris genetikai diagnosztikus módszerekkel, -beleértve a nagy genomiális deléciók vizsgálatát- a TSC1/TSC2 génekben tüneteket okozó mutáció nem azonosítható („no mutation identified” (NMI) betegcsoport). Több szakirodalom is feltételezi, hogy ebben a csoportban a tüneteket a mai diagnosztikus módszerek nem megfelelő mértékű érzékenysége, nem azonosított mozaikosság, egy esetleges harmadik gén, vagy valamilyen a tünetek létrejöttében eddig még nem azonosított mechanizmus tehető felelőssé. Ez utóbbi lehetőségeket látszik alátámasztani az az új generációs technikával (Roche, 454 FLX) történt vizsgálat, amely NMI betegcsoportban csak nagyon kis hányadban talált mozaikosságot a TSC1/TSC2 génekben. Így továbbra is kérdés, hogy az NMI betegeknél a tünetek kialakulásáért milyen egyéb gén/ek ill. mechanizmus/ok tehetők felelőssé? Mindezek tisztázása érdekében szükségesnek látjuk az eddig genetikailag nem azonosított NMI betegcsoport WES vizsgálatát, majd ehhez kapcsoltan a proteomikai vizsgálatokkal a metabolom szintű eltérések feltárását. A jelenlegi nemzetközi szakirodalom alapján ezek a vizsgálatok az NMI betegcsoportban még nem történtek meg egy kutatóintézetben sem.
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!
A világszerte kb. 1.000.000 embert érintő ST fenotípussal rendelkező betegek 15%-a nem rendelkezik beazonosított genetikai háttérrel (NMI). Ebben a betegcsoportban alkalmazni kívánt WES, amellyel ezt a betegséget a nemzetközi szakirodalom szerint még nem vizsgáltak, lehetővé teszi az eddig még nem ismert és feltehetően komplex genetikai háttér feltérképezését, mindez által megteremtve az NMI betegcsoport fenotípusának létrejöttével kapcsolatos esetleges új gén/ek, elétérés/ek annotálását és azonosítását. Rendkívül felértékelődnek a biobankokban tárolt különleges, egy spektrumhoz tartozó, de eddig nem azonosított genetikai esetek, tekintve a relatíve gyors új generációs szekvencia analízist és kiértékelési időt. Szerencsés esetet feltételezve ez a metodika eddig nem látott ütemű tudományos felismeréseket eredményezhet, ráadásul az eredmények sok esetben azonnal hasznosultnak tekinthetők, hiszen egyben a beteg emberek diagnózishoz jutását is eredményezik. A várható új genomikai és proteomikai eredmények lehetővé tennék az NMI betegek fenotípusához tartozó molekuláris patomechanizmus meghatározását, így az erre vonatkozó adatok pedig célzott terápiás targetek kijelöléséhez járulhatnak hozzá. Az esetleges új gének megtalálásával és rutin diagnosztikai vizsgálatának bevezetésével világszerte lehetőség nyílna ezeknek a betegeknél a pontos diagnózis felállítására. Mindezek nagyban megkönnyítenék a betegek és családtagjainak életét.
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.
A ST egy örökletes genetikai betegség, mely kb. 1.000.000 embert érint világszerte. Olyan szövetekben okoz jóindulatú tumorokat, mint a bőr, a tüdő, a vese és az agy. A betegeknél viselkedészavar, autizmus vagy épp epilepsziás rohamok is előfordulhatnak. Jelen ismereteink szerint a kórkép kialakulásáért két gén a TSC1 és a TSC2 tehetők felelőssé, melyek fellépő mutációk által képzett hibás fehérjék befolyásolják a sejszaporodást, így ezáltal a tünetek kialakulásáért felelős. A manapság általánosságban használt genetikai vizsgálatok csak a TSC1/TSC2 génekben kialakuló genetikai eltéréseket vizsgálja. E génekben a tünetekkel rendelkező betegek 85%-ban mutatható ki mutáció, a többi esetben viszont nem. Utóbbiaknál az orvos nem tud kielégítő válaszokat adni a tünetek kialakulásának okára, a betegség prognózisára, és a betegség örökölhetőségére sem. Bár a betegség nem gyógyítható, de a tünetek kezelhetőek, így a genetikai okok feltárása egy-egy beteg kapcsán nagyban segítheti a családokat a további családtervezés során. Az elmúlt években a nagyon modern és új DNS vizsgáló módszerek robbanásszerű fejlődésen estek át, a műszerek mindinkább terjedni kezdtek, és a rajtuk végzett vizsgálatok költségei elérték azt a költségszintet, amikor szélesebb körű alkalmazásuk is lehetővé válhat. Kutatásunkban a fent említett betegcsoportot szeretnénk vizsgálni ezekkel a módszerekkel, így lehetőségünk nyílna azon lehetséges folyamatok és gén/ek feltérképezésére amelyek ezeknél a betegeknél a tüneteket okozhatják. Mindezek segítségével lehetőség nyílna több ember számára biztosítani a megfelelő diagnózist és kezelést, mindez által megkönnyítve az érintett betegek és családtagjaik életét.
| angol összefoglaló Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Tuberous sclerosis complex (TSC) is an autosomal dominant inherited disorder, with an estimated incidence of 1:6,000 worldwide. In Hungary the estimated number of the affected people is approximately 1,600. Typical clinical manifestation of the disease is that several organs can be affected, but mostly affected is the skin, kidney and the central nervous system. Typical phenotypical manifestations of TSC are: hypomelanotic macules, angiofibromes, renal cysts, cardiac rhabdomyomas, subependymal nodules, subependymal giant cell astrocytomas, and cortical tuber(s). In affected patients these last two mentioned may result in central nervous system symptoms such as cognitive deficit, autism spectrum disorder and seizures. TSC results from mutations in the TSC1 or TSC2 genes. However 15% of the phenotypical TSC patients do not have detectable mutation with the currently used routine molecular genetic diagnostic methods (Sanger sequencing, MLPA assay). For these reasons it is assumed, that the symptoms of these patients are caused by the pathomechanism of TSC yet unknown processes or gene mutation(s). The research is based strongly on the collection of samples in the biobank of our department, thus the first step of the study would be the creation of DNA collection of patients who do not have mutations in the above mentioned genes and the analysis of these samples by whole exom sequencing (WES) with the help of international collaboration. Additionally to WES, the second goal of the study is functional proteomic studies with mass spectrometry.
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.
In 15% of patients (“no mutation identified” (NMI) patients) exhibiting TSC it is not possible to identify mutations in TSC1/TSC2 genes with currently used routine molecular genetic diagnostic assessments including large genomic deletions analysis. Several scientific articles assume that today’s diagnostic methods are not sensitive enough, cannot detect mosaicism, and perhaps there is a third gene or some currently unknown mechanism responsible for these symptoms. These two hypothesizes seems to be confirmed through a study using ultra-deep pyrosequencing technique (Roche 454 FLX), where the identification rate of mosaicism was quite low in the TSC1/TSC2 genes. The question remains what other genes or mechanisms could be responsible for the symptoms in NMI patients? This is why we feel it is important to use WES analysis and related functional proteomics methods investigating metabolom levels in the genetically unidentified NMI group. Based on the current literature these studies have not yet been conducted on the NMI patients by any laboratory.
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.
Fifteen percent from the 1 million affected TSC patient have no mutation identified (NMI) genetic background. Until today there is no available scientific literature, which would analyze NMI patients with WES. WES enables the exploration of the not yet known and presumably complex genetic background of NMI, facilitating the annotation and identification of new gene(s) playing a role in the development of the NMI phenotype. Unique cases belonging to a certain disease spectrum in already existing biobank facilities gain huge importance due new generation sequencing methods which make identifying new mutations possible. There is good chance that this methodological approach may lead to faster paced scientific recognition than previously, with the results immediately yielding a possible diagnosis for the patient. The expected new genomic and proteomic results would enable us to determine the molecular pathomechanism in patients with NMI phenotype, so the relevant data may contribute to select therapeutic targets. Identifying potentially new genes and adding them to routine diagnostic analysis would make it possible to establish the correct diagnosis of these patients. All of these would greatly facilitate the life of the patients and their family members.
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.
TSC is an inherited genetic disorder, which affects approximately 1 million people worldwide. It causes benign tumors in skin, lung, kidney and brain. Patients may experience behavioral abnormalities, autism or even seizures. According to current knowledge, two genes are responsible for the development of the syndrome, TSC1 and TSC2 respectively. The occurring genetic alterations in these genes result abnormal proteins, which can have effect cell proliferation, resulting in the symptoms. Routine genetic tests analyze alterations only in TSC1/TSC2 genes. The mutation in these genes can be identified in 85% of patients presenting clinical signs, but are undetected in the remaining cases. In the latter, the medical doctor is unable to give a satisfactory explanation to these patients as to what gene is responsible for their symptoms, and what it means in terms of prognosis and familial transmission. Although the disease cannot be cured, but the symptoms can be treated, thus revealing the genetic causes which can greatly help families in family planning. The past years have witnessed the rapid development of new and modern DNA analysis methods, the availability of instruments started to spread and the costs decreased so that wide-range application became possible. In our research we intend to examine the above mentioned patient groups with these methods, so we would have the opportunity to explore those potential processes and gene(s), which may cause the symptoms in these patients. With the help of this information it would be possible to ensure proper diagnosis and treatment for more patients, facilitating the life of affected patients and their relatives.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
