Genetski markeri

u bolestima bubrega

I. Novaković Institut za humanu genetiku

Genetička osnova bolesti

Hromozomske aberacije

Monogenske bolesti

• AD, AR

• XD, XR

Poligenske bolesti

Rodoslovna stabla

muškarac

žena

nepoznat pol

brak

aficirana osoba

mrtva osoba

prenosilac X-vezane

recesivne osobine

brak u srodstvu

dvojajčani blizanci

jednojajčani blizanci

bez potomstva

heterozigot za

mutaciju koja se

prenosi autozomima

proband

Genetički testovi kod monogenskih

bolesti bubrega

Precizna dijagnoza

• praćenje, terapija

Genetički savet, prenatalna dijagnostika

Presimptomatska dijagnostika

• praćenje, terapija

AD policistična bolest bubrega

Najčešća monogenska bolest koja dovodi do TBI (8-10% pacijenata) • Incidenca: 1:500 – 1:1000

• Prevalenca: 1:500 – 1:4000

PKD1 • 16p

• Policistin 1

PKD2 • 4q

• Policistin 2

85-90%

PKD1

Protein

Policistin 1

PKD1 gen, 46 egzona

PKD1

Model “dva udarca” (“two hits”)

PKD2

Protein

Policistin 2

Policistin 1 i policistin 2

formiraju heterodimere

PKD1 : PKD2 fenotip

TBI

(god.)

PKD1 : PKD2 porodice

da

Algoritam dijagnostike ADPKD

Bar 1 član sa TBI <55g

+ porodična anamneza za PKD?

Kriterijumi za PKD1?

PKD1 PKD2 ili

ADPKD

Neuobičajene kliničke

odlike

Obostrano mali

bubrezi

Druge cistične bolesti

bubrega

Genetičko testiranje

Ciste bubrega

Kriterijumi za

PKD2/nepoznati gen?

Stečene cistične bolesti bubrega

da

da

da

da

da

ne ne ne

ne

ne

ne

Indirektna genska analiza kod PKD1

Indirektna genska analiza kod PKD2

Direktna detekcija mutacija kod

PKD1 i PKD2

Sekvenciranje gena

MLPA metoda

Direktna detekcija mutacija kod

PKD1 i PKD2

$3500

70%

Detektovanih mutacija

Ostale promene

? patogenost ?

Indikacije za presimptomatsku DNK

analizu kod ADPKD

Kandidat za donora kod transplantacije

bubrega

Preimplantaciona dg.

• Odabir embriona kod IVF

Druge monogenske bolesti bubrega

•FMAIG (MME)

•Fabrijeva bolest (GLA)

•Alportov sindrom (COL4A5)

•SR nefrotski sindrom (NPHS2)

•Cistinoza (CTNS)

•Dentova bolest (CLCNS)

•MODY3 (TCF1)

•HANAC (COL4A1)

•FHHNC (CLDN16, CLDN19)

•FJHN (UMOD)

•Dentova bolest (CLCNS)

•HANAC (COL4A1)

•Gitelmanov sindrom (SLC12A3)

•PHA2 (WNK1, WNK4)

•HANAC (COL4A1)

•Nefrogeni DI (AQP2, AVPR2)

•Distalna renalna tub. acidoza

(SLC4A1)

•Pendred sindrom (SLC26A4)

•Dentova bolest (CLCNS)

•HANAC (COL4A1)

Poligenske bolesti bubrega

Genetička osnova

(više parova gena)

Faktori sredine

fenotip

Varijacije u naslednoj osnovi čoveka, u opštoj populaciji!

Genom čoveka:

3x109 parova

nukleotida

Genetički-DNK polimorfizam

Svaki 1000. nukleotid

je polimorfan

predispozicija

za bolest ???

Poligenske bolesti bubrega HBB

Dijabetesna nefropatija

Nefrokalkuloza

BEN

Familijarna pojava,

heritabilnost do 25%.

Udruženost sa tumorima UT.

Tipovi DNK polimorfizma

Polimorfizam pojedinačnih nukleotida (SNP)

Različiti broj uzastopnih

ponovaka (VNTR, CNV)

Deleciono/insercione varijante

(CA)10 = ALEL 2 (CA)15 = ALEL 3

(CA)5 = ALEL 1

(CA)20 = ALEL 4 (CA)25 = ALEL 5

AAGGT C ili T GTTC

Studije asocijacije

Udruženost genskih polimorfizama sa nekom od poligenskih bolesti.

Sklonost tj. podložnost!

Pristupi u izučavanju genetičke

osnove poligenskih bolesti

Studije asocijacije

Geni kandidati

Čitav genom

bolesni zdravi

Učestalost polimorfizma:

:

Izbor gena-kandidata

• Na osnovu poznavanja etio-patogenetskih činilaca

• Geni identifikovani u analizama vezanosti

• Geni identifikovani kod animalnih modela

Genski polimorfizmi i endemska

nefropatija

Polimorfizmi gena multi drug resistence (MDR), NDPH:quinon oksidoreduktaza (NQO), glutation S transferaze (GST), citohromi P (CYP), p53:

• MDR1 2677G/3435T (Atanasova i sar., 2004.)

• NQO1*2, *3; GSTT1, GSTM1 (Toncheva i sar., 2004)

• GSTP1, GSTM1 wt (Andonova i sar., 2004.)

• CYP3A5*1, CYP3A4*1B, CYP2D6 (Atanasova i sar., 2005.)

• p53: Arg283Cys, Arg231Arg, intr. (Krasteva i sar., 2006.)

Naše ispitivanje

Udruženost BEN sa polimorfizmima gena

za:

• Angiotenzin-konvertazu (ACE)

• Tip 1 receptora za angiotenzin II (AT1R)

• TGF b1

BEN – TGFb genotipovi

0

10

20

30

40

50

60

70

GG (%)

GC (%)

CC (%)

GG (%) 29,4 58,8 64,7

GC (%) 35,3 17,6 23,5

CC (%) 35,3 23,5 11,8

BEN NBEN K

BEN – TGFb, učestalost alela

0,53

0,47

0,32

0,68

0,24

0,76

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

BEN NBEN K

G

C

Studije asocijacije u čitavom genomu

(Genome Wide Association Studies, GWAS)

Studije asocijacije čitavog genoma

(Genome Wide Association Studies, GWAS)

Simultana analiza >10.000 SNP

Microarray tehnologija (genski čip)

“Missing heritability”

B. Maher, Nature, 2008

Moguća objašnjenja

Rešenje nam je “pred nosom”

Odgovorne su retke varijante SNPs, koje

GWAS ne analiziraju

Ključne su CNV (copy number variations) a

ne SNP

U pitanju je vrlo složena interakcija gena i

sredine, kroz generacije...

Genetski markeri poligenskih bolesti

bubrega

Korelacija sa kliničkim i biohemijskim pokazateljima?

Interakcija

• gen gen?

• gen faktori sredine?