kalitsal metabol k hastaliklarin ğığı tani zlem ...tkbd.org/files/asuman-gedikbaşı.pdf...

Click here to load reader

Post on 16-Oct-2020

0 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • KALITSAL METABOLİK HASTALIKLARIN  TANI ve İZLEMİNDE LABORATUVAR:

    MOLEKÜLER ANALİZLER Asuman Gedikbaşı

    İstanbul Üniversitesi Çocuk Sağlığı Enstitüsü Pediatrik Temel Bilimler AD Tıbbi Genetik BD

    Uluslararası Laboratuvar Tıbbı ve 19. Ulusal Klinik Biyokimya Kongresi 25‐28 Nisan 2019 La Blanche Island Bodrum

    Kalıtsal Metabolik Hastalıklar (KMH), 

     Genetik hastalıkların TEDAVİ EDİLEBİLİR önemli bir grubu

     Büyük çoğunluğu tek gen hastalıkları, otozomal resesif kalıtım, AKRABA EVLİLİĞİ SIK!

     Halk sağlığını kollektif olarak etkileyen «NADİR HASTALIKLAR» ın önemli bir grubu

     Nadir hastalıklar,  sık görülen hastalıkların patofizyolojik mekanizmalarının  anlaşılması, ve tedavi için hedef molekül geliştirilmesi açısından önemli !

    29 ŞUBAT 

    KMH SINIFLAMA 

    Ara metabolizma bozuklukları Amino asit metabolizması Organik asidüriler Amonyak detoksifikasyonu Yağ asidi ve ketogenez Karbonhidrat metabolizması ve transport Mitokondriyal hastalıklar Kobalamin ve folat metabolizması Amino asit transport Peptid metabolizması Bakır, demir, çinko transport ve kullanım

    Kompleks moleküllerin sentez ve yıkım bozuklukları

    Lizozomal depo hastalıkları Peroksizomal hastalıklar Pürin ve pirimidin metabolizması Konjenital glikozilasyon bozuklukları Lipoprotein metabolizması Safra asidi ve bilirubin metabolizması, kalıtsal kolestaz ve porfiriyalar İzoprenoid ve sterol metabolizması

    Nörotransmitter bozuklukları ve ilişkili hastalıklar

    Glisin ve serin metabolizması Pterin ve biyojenik aminler metabolizması

    Gama-aminobütirat metabolizması B6 vitamini metabolizması Kreatin

    metabolizması Diğer nörometabolik hastalıklar

    BEAH METABOLİZMA  LABORATUVARI (2013‐2015..)

    4

     Altta yatan bir metabolik kusur hakkında güçlü bir şüphe olsa bile, klinik özelliklerde  değişkenlik 

     KMH'nın klinik/biyokimyasal fenotip spektrumu geniştir ve çoğu zaman spesifik değildir,  daha sık görülen durumları taklit eder 

     Semptomların başlangıcı fetustan erişkine kadar her yaşta ortaya çıkabilir.

     Daha hafif mutasyonları ve hafif biyokimyasal fenotipleri olan hastalar, pozitif tarama sonuçlarını belirlemek için kullanılan kesme değerleri ile kaçabilir

     Çocuklarda IEM'in hem klinik hem de biyokimyasal fenotipleri on yıllardır bilinmektedir;  tersine, geç başlangıçlı veya erişkin başlangıçlı varyantlar büyük ölçüde  tanınamamaktadır.

    Kesin tanı moleküler analiz,

    The American Journal of Human Genetics 104, 76–93, January 3, 2019

    Moleküler Tanı Neden Gerekli;,

     Gerekli olmayan invaziv testlerin kesilmesi  Efektif olmayan ve potansiyel olarak zararlı tedavilerden 

    kaçınma  Hastalığın seyri sırasında ortaya çıkmasımuhtemel 

    komplikasyonlarının takip edilebilmesi  Hastalığın kaynağının bilinmesinin hasta ve ailesi üzerinde 

    yarattığı pozitif etki  Doğum öncesi tanı seçeneklerinin gündeme gelmesi  Aile bireylerinin erken evrede saptanması ve prognozlarında iyileşme

     Olası tedavi seçenekleri

  • 1. EVRE. Kalıtımın hücre içindeki temelini ortaya koyan:  KROMOZOMLAR (1909‐1970)

    2.evre :Kalıtımın moleküler temelini ortaya  koyan DNA ÇİFTE SARMALI 25 Nisan 1953 – Nature

    3. EVRE Kalıtımın bilgisel temelini ortaya koyan ; genetik kod ve  Rekombinant DNA teknolojilerinin icadı 1977 SANGER ‐ NATURE

    4.EVRE İnsan Genomunun dizilenmesi : GENOMBİLİM (GENOMİK)

    Genetikte son yüzyılda sağlanan ilerlemeler kabaca 4 çeyreğe denk gelen 4 ana evre;

    13 Ağustos 1918 – 19 Kasım 2013 tarihleri arasında yaşamını sürdürmüş olan Nobel Kimya  Ödülü’nü iki kez kazanan İngiliz biyokimyacıdır. 

    1958’de proteinlerin yapısı, özellikle de insülinin kısmi hidrolizi ile aa dizisinin belirlenmesi  çalışması ile kimya dalında Nobel ödülü aldı.

    DNA polimerazı kullanarak tek iplikli kalıptan yeni DNA zincirleri sentezleyerek dizileyen  Sanger, 1980 Nobel Kimya Ödülü’nü aldı.

    Frederick Sanger

    PCR   (Polymerase Chain Reaction)

    Kary Banks Mullis, Amerikalı biyokimyacı.  Polimeraz zincir tepkimesini keşfinden (1985) ötürü 1993 yılında Michael Smith ile birlikte  Nobel Kimya Ödülüne layık görülmüştür

    Biyokimyasal genetik test Klinik sorunlara neden olan  enzim/enzimlerin eksikliğini,   stabilite kaybını,  aktivite değişimini tanımlar

    Gaz Kromatografi / kütle  spektrometri(GS/MS) Sıvı kromatografisi (HPLC) Tandem kütle spektrometresi (MS/MS)

    Hangi enzimde sorun olduğu saptanırsa, o  enzimi kodlayan gendeki mutasyon, moleküler  genetik testler ile saptanır.

    Biyokimyasal genetik test Klinik sorunlara neden olan  enzim/enzimlerin eksikliğini,   stabilite kaybını,  aktivite değişimini tanımlar

    Gaz Kromatografi / kütle  spektrometri(GS/MS) Sıvı kromatografisi (HPLC) Tandem kütle spektrometresi (MS/MS)

    Hangi enzimde sorun olduğu saptanırsa, o  enzimi kodlayan gendeki mutasyon, moleküler  genetik testler ile saptanır.

    Genetik Test Çeşitleri

    Sitogenetik testler

    Kromozomları inceler

    Karyotip analizi

    Hedefe yönelik

    FISH testi  Tek bölge  Çoklu bölge Telomerik Sentromerik Tüm kromozom

    Array  • aCGH  • mikroarray

    Sitogenetik testler

    Kromozomları inceler

    Karyotip analizi

    Hedefe yönelik

    FISH testi  Tek bölge  Çoklu bölge Telomerik Sentromerik Tüm kromozom

    Array  • aCGH  • mikroarray

    Moleküler genetik testler

    Tüm gen inceleme

    Tüm gen dizileme Tüm ekzom dizileme Tüm genom dizileme

    Hedefe Yönelik PZR + RE Gerçek zamanlı PZR MLPA

    Moleküler genetik testler

    Tüm gen inceleme

    Tüm gen dizileme Tüm ekzom dizileme Tüm genom dizileme

    Hedefe Yönelik PZR + RE Gerçek zamanlı PZR MLPA

    Genomda 6 milyar nükleotid, çift sarmal yapıda proteinler ile sıkı bir paketlenme ile interfaz kromatinini oluşturur.

    10 nm

    147 bç

    8-114 bç

    Hücre çekirdeği içinde DNA İnsan Kromozomları Bir diploid hücrede 23 çift olarak bulunur

    22 çift otozom + 1 çift cinsiyet kromozomu

    1 2 3 4 5

    6 7 8 9 10 11 12

    13 14 15 16 17 18

    19 20 21 22 XX

    Her kromozom üzerinde, kalıtımın fiziksel ve fonksiyonel ünitesini oluşturan binlerce gen bulunur.

    İnsan Genom Projesi, 20.000 protein kodlayan gen, 5.000 fonksiyonel RNA bulunduğunu gösterdi.

  • Mitokondrial Genom 

    16,569 baz çifti uzunluğunda 37 gen içerir 14

    1. OXPHOS structral gene 2. OXPHOS assembly factors 3. MtDNA maintenance gene 4. Mt translation disorders 5. Mt fisson/fusion 6. Mt protein import 7. Mt homeostasis

    8.Mt chaperones 9.Mt metabolism 10.Coenzyme Q10 biogenesis 11.Lipid metabolism 12.Phospholipid remodeling 13.Fe-S cluster assembly homeostasis 14.Apoptosis

    Hum Mol Gene, ed 2010,  Chapter 9: Organization of the Human Genome

    Çekirdek ve mitokondrial  insan genomunun  DNA dizileri, boy,  biçim, yapı ve şifreleri birbirinden  farklıdır

    İnsan genom dizisinin >% 80 özgün bir biyolojik fonksiyonu vardır.

    % 5 704

    X genleri

    OMIM’de (Online Mendelian Inheritance in Man insan  genleri ve fenotipleri kataloglayan bilgi bankası)

    tanımlı insan genleri

    37 mt gen 49 Y geni 732 X geni, % 5 15.230 otozom geni, % 95

    http://www.omim.org/statistics/entry Şubat, 2019

    http://www.omim.org/statistics/entry Şubat, 2016

    OMIM istatistikleri

    moleküler temeli bilinen fenotipler 4.667

    % 74

    moleküler temeli bilinmeyen fenotipler

    1.634 % 26

    moleküler temeli bilinen fenotipler

    6.369 % 80.3

    moleküler temeli bilinmeyen fenotipler

    1.569 % 19.7

    http://www.omim.org/statistics/entry Şubat, 2019

    2016 2019

    İnsan Genomu GRCh38.p12 (Genome Reference Consortium Human Build 38), INSDC Assembly 

    GCA_000001405.27, Dec 2013

    • Yaklaşık 3,609,003,417 baz çifti • Yaklaşık 20,418  protein kodlayan gen • Yaklaşık  22,107 kodlanmayan gen • Gen transcripti 206,762 • Short Variants665,437,818 • Genomun yaklaşık %50 si tekrar dizilerinden oluşur • %5‐10’u CNV (Copy Number Variation) : Fenotipik genotipik çeşitlilik! 

    Structural variants 6,013,031

    https://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Info/Annotation

  • Genetik Varyasyonlar • Kromozomlardaki bir bölgede (lokus) DNA dizisi bireylerde alternatif 

    şekillerde bulunabilir (genetik varyasyon), bunlar o genetik dizinin ‘allelik  formları’ olarak adlandırılır.

    • DNA