41
Komplexní nemoci- příklady NTP 1. 12. 2009
Komplexní nemoci-příklady
NTP1. 12. 2009
Zdraví čeští dobrovolníci středního věku (41-50 let)Polymorfismus -596 A/G v genu pro IL-6
Srdeční frekvence
050
100
1.čtvrt.
4.čtvrt.
Východ
Západ
Sever0
20
40
60
80
%
Osoby s HR < 78/min (99) Subjekty s HR > 78/min (71)
Osoby s HR < 78/min (99) 28 51 21
Subjekty s HR > 78/min (71) 8 62 30
AA AG GG
Pg=0,006 Pa=0,01
Genotypy AG+GG uvedeného polymorfismu jsou častější u jedinců s vyšší srdeční frekvencí (OR=4,27, 95% KI 1,66-10,98, P=0,0009).
Zdraví čeští dobrovolníci středního věku (41-50 let)Polymorfismus -3A/-4A v genu pro endotelin-1 (EDN1)
Kouření
0
20
40
60
%
Muži - kuřáci (102) Muži - nekuřáci (90)
Muži - kuřáci (102) 53 45 2
Muži - nekuřáci (90) 37 50 13
3A3A 3A4A 4A4A
Pg=0,003Pa=0,003
[%]
Genotypy 3A3A a 3A4A jsou častější u zdravých mužů kuřáků oproti mužům nekuřákům (OR = 7,69, 95% KI 1,67-35,38, P=0,002).
Chronické srdeční selháníAsociovaný genotyp 8002 G/A a -3A/-4A EDN-1
Big endotelin
010
2030
4050
Big endotelin < 0,7 pmol/L(19)
Big endotelin > 0,7 pmol/L(84)
Asociovaný genotyp AG3A4A nese 5x vyšší OR pro chronické srdeční selhání ve skupině s nízkou hladinou big endotelinu oproti skupině pacientů s vysokou hladinou: OR = 5,38; 95% KI = 1,75-16,58;P= 0,005
Chronické srdeční selháníDilatační kardiomyopatie (DCM), plicní městnání (PCG)
3´TACE
0
50
100
%
MM 14 56
MN 28 33
NN 59 11
Pacienti s DCM (29), PCG=1 Pacienti s DCM (9), PCG=2
Genotyp MM nese 8x vyšší OR pro DCM s PCG=2 oproti DCM s PCG=1: OR=7,81, 95% KI = 1,45-42,17, P=0,02
Pg=0,02Pa=0,0007
Chronické srdeční selháníPolymorfismus RXR 39526 A/AA
Krevní skupiny ABO
0
50
100%
Pacienti s CHF - KS A (84) 95 5 0
Pacienti s CHF - KS nonA (117) 79 20 1
A/A A/AA AA/AA
Pg=0,006Pa=0,002
Alela AA přináší 5x vyšší OR pro pacienty s CHF a krevní skupinou nonA (B+AB+O): OR=5,16; 95%KI 1,72-15,50; P=0,0009
Chronické srdeční selháníPolymorfismus -790T/G v genu pro MMP-2
Celkový cholesterol
0
50
100
%
Muži s CHF, TC < 5 mmol/l (58)
Muži s CHF, TC > 5 mmol/l (58)
Muži s CHF, TC < 5mmol/l (58)
30 34 36
Muži s CHF, TC > 5mmol/l (58)
10 40 50
TT TG GG
Pg=0,03Pa=0,01
Genotypy TG + GG přinášejí 3,59x vyšší OR pro muže s CHF a vyšší hladinou celkového cholesterolu: OR=3,59; 95% KI 1,30-9,93; P=0,009
Chronické srdeční selháníPolymorfismus -735C/T v genu pro MMP-2
HypertenzeCelkový cholesterol
0
50
100
%
Muži s CHF, normotenzní, TC< 5 mmol/l (45)
Muži s CHF, normotenzní, TC > 5 mmol/l (47)
Muži s CHF, normotenzní, TC< 5mmol/l (45)
76 24 0
Muži s CHF, normotenzní, TC > 5mmol/l (47)
91 4 5
CC CT TT
Genotyp CT přináší 7,28 x vyšší OR pro muže s CHF, normotenzí a vyšší hladinou celkového cholesterolu: OR=7,28; 95% KI 1,51-35,03; P=0,006
Pg=0,01Pa=0,171
Systém renin-angiotensin.
RPR, renin/prorenin receptor; Mas, mas oncogene, receptor for Ang 1–7; AT2R, angiotensin type 2 receptorAT1R, angiotensin type 1 receptor, IRAP, insulin-regulated aminopeptidase; Ang IV receptor AMPA, aminopeptidase A; AMPM, aminopeptidase M; ACE, angiotensin-converting enzyme; ACE2, angiotensin-converting enzyme 2; NEP, neutral endopeptidase.
Systém renin-angiotensin
Proreninová interakce s renin/proreninovým receptorem receptor (RPR, Nguyen 2007 )
Patofyziologické souvislosti mezi genetickou variabilitou v ATG
• Reakce akutní fáze a ateroskleróza?
• Reakce akutní fáze a rakovina?• Reakce akutní fáze a
autoimunita?
Frekvence 7 haplotypových skupin v genu pro ATG definovaných 19 polymorfismy
-1074 -812 -792 -775 -532 -217-6
68 172 384 409 507 676 698 1164 2186 4072 5093 5593 Frequency Percentage
H1 T C A T T A A C C A A G A A A T C A G 17 16.3
H2 T C A T C A A C C A A G A A A T C A G 12 11.5
H3 G A G T C A A C C A A G A A A T C A G 8 7.7
H4 G C G T C G A C T G G G A A A T C A G 21 20.2
H5 G C G T C G A C C G G G A A A T C A G 7 6.73
H6 G C G C C G A C C G G G G G G G C A G 30 28.8
H7 G C G T C G G T C G G A G G G T T C A 9 8.7
Chimpanzee
T T A T T G A C C G G G G G G T C A G
Fejerman L et al., 2004
Párové dysekvilibrium (D ) pro angiotenzinogen. Rozsah D 0,01 to 1,00, od tvavomodré po červenou. Horizontální a vertikální osy vyjadřují fyzikální vzdálenosti mezi markery.
Fejerman L et al., 2004
„Haplogroup tree“ pro gen pro angiotenzinogen. Každý kruh reprezentuje haploskupinu. N je počet chromosomů v každé skupině a velikost kruhu reflektuje velikost N. Délka ramen je proporcionální počtu mutací(z 19 SNP vybraných pro definici haplotypových skupin), které oddělují haplotypové skupiny. Hvězdičky jsou mutace. Černé hvězdičky pro totožné nukleotidy se šimpanzy.
Fejerman L et al., 2004
Haplotypy pro AGT, založené na 21 SNP a šimpanzí sekvenci. Velikost kruhů odráží frekvence haplotypů u Kaukaziánů (A) a Japonců (B).Am J Hum Genet. 2002 January; 70(1): 108–123. Published online 2001 November 30.
Struktura genu pro AGT: a G-1074T, b C-532T, c G-217A, d A-20C, e A-6G, f C68T, g C3889T (T174M), h C4072T (T235M).
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární
M235T ATG
0%
20%
40%
60%
80%
100%
TT
MT
MM
TT 23 26 14 21 18
MT 50 46 61 52 50
MM 27 28 25 27 32
CHSS (242)
ICHS (128)
DKMP (91)
3K (200)Kontroly
(203)
Pg = 0,06
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární
ATG-6A/G
0%
20%
40%
60%
80%
100%
GG
AG
AA
GG 41 38 44 27 35
AG 34 33 40 51 44
AA 25 29 16 22 21
CHSS (240) ICHS (128) DKMP (90) 3K (200) Kontroly (203)
Pg=0,07Pg=0,001
Příklady asociačních studií:
Haplotypy- -6A/G a M235T ATG
0
20
40
60
%
CHSS
3K
Kontroly
CHSS 2 39 50 9
3K 1 46 52 1
Kontroly 4 38 52 5
AM AT GM GT
OR=7,15, Pcorr=0,00001, ST =99%-98,5%.
OR=5,75, Pcorr=0,01, ST =95%-83%.
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární Pacienti s CHSS (ICHS) vs.
pacienti s CAD (3K)Haplotypy ATG (-6A/G + M235T)-6A/G + M235T)
0
20
40
60
AM AT GM GT
ICHS (n=256)
3 K (n=400)
Vyšší frekvence výskytu GT haplotypu u pacientů s CHSS pro ICHSVyšší frekvence výskytu GT haplotypu u pacientů s CHSS pro ICHS OR = 6,35; Pcorr. = 0,0006, PT- 95% OR = 6,35; Pcorr. = 0,0006, PT- 95%
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární Pacienti s CHSS (DKM) vs. pacienti s CAD (3K)
Haplotypy ATG (-6A/G + M235T)-6A/G + M235T)
0
20
40
60
AM AT GM GT
DKMP (n=182)
3 K (n=400)
Vyšší frekvence výskytu GT haplotypu u pacientů s CHSS pro DKMVyšší frekvence výskytu GT haplotypu u pacientů s CHSS pro DKM OR = 7,86; Pcorr = 0,0001 PT= 98%
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární Pacienti s CHSS vs. kontroly
Dvojgenotyp ATG (-6A/G a M235T ATG
0
50
100
150
200
CHF (N=158)
Controls (N=200)
CHF (N=158) 31 127
Controls (N=200) 17 200
GGMT Others
OR=2,63 (95% konfidenční interval 1,39-4,95), P=0,002, Pcorr=0,02OR=2,63 (95% konfidenční interval 1,39-4,95), P=0,002, Pcorr=0,02
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární Pacienti s CHSS vs. kontroly-ženy
Dvojgenotyp ATG (-6A/G a M235T ATG)
0
20
40
60
80
CHF-females (N=40)
Controls (N=63)
CHF-females(N=40)
8 32
Controls (N=63) 1 62
GGMT Others
OR=15,5 (95% konfidenční interval 1,86-129,42), P=0,002, Pcorr=0,008OR=15,5 (95% konfidenční interval 1,86-129,42), P=0,002, Pcorr=0,008
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární Pacienti s CHSS vs. pacienti s CAD (3K)Haplotypy ATG (-6A/G a M235T ATG)
0
20
40
60
%
CHSS
3K
Controls
CHSS 2 39 50 9
3K 1 46 52 1
Controls 4 38 52 5
AM AT GM GT
OR=7,15, Pcorr=0,00001, PT =99%-98,5%.OR=0,17, Pcorr=0,01, PT =95%-83%.
Angiotensinogen a nemoci kardiovaskulární Hypertonici vs. kontroly
Alela A (-6A/G), alela M (M235T) ATG
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Allele A Allele M
Nu
mb
er o
f su
bje
cts
BMI<25 kg/m2Hypertensives
BMI<25 kg/m2Controls
BMI>25 kg/m2Hypertensives
BMI>25 kg/m2Controls
OR pro obézní hypertoniky =3,05, Pcorr=0,0001
OR pro obézní hypertoniky =1,95, Pcorr=0,02
0
50
100
150
Difference in AGMM ATG carriers between women with MS and control women
SM-Women
Controls-Women
SM-Women 18 104
Controls-Women 1 102
AGMM Other
OR=17,65 (95% konfidenční interval 2,31-134,71; P=0.00009, OR=17,65 (95% konfidenční interval 2,31-134,71; P=0.00009, Pcorr=0.0006)Pcorr=0.0006)
Angiotensinogen a sclerosis multiplex Angiotensinogen a sclerosis multiplex Pacienti se sclerosou multiplex vs. kontroly-ženyPacienti se sclerosou multiplex vs. kontroly-ženyDvojgenotypDvojgenotyp ATG (-6A/G a M235T ATG)ATG (-6A/G a M235T ATG)
OR=4,67 (95% konfidenční interval 1,31-16,63; P=0,008, OR=4,67 (95% konfidenční interval 1,31-16,63; P=0,008, Pcorr=0,04Pcorr=0,04
0
50
100
150
Difference in AGTT ATG carriers between women with MS and control women
SM-Women
Controls-Women
SM-Women 15 107
Controls-Women 3 100
AGTT Other
Angiotensinogen a sclerosis multiplexAngiotensinogen a sclerosis multiplex Pacienti se sclerosou multiplex vs. kontroly-ženyPacienti se sclerosou multiplex vs. kontroly-ženyDvojgenotypDvojgenotyp ATG (-6A/G a M235T ATG)ATG (-6A/G a M235T ATG)
OR=0,28 (95% konfidenční interval 0,13-0,61, P=0,0008, Pcorr=0,005OR=0,28 (95% konfidenční interval 0,13-0,61, P=0,0008, Pcorr=0,005
0
50
100
150
Difference in GGMM ATG carriers between women with MS and control women
SM-Women
Controls-Women
SM-Women 10 112
Controls-Women 25 78
GGMM Other
Angiotensinogen a sclerosis multiplexAngiotensinogen a sclerosis multiplex Pacienti se sclerosou multiplex vs. kontroly-ženyPacienti se sclerosou multiplex vs. kontroly-ženyDvojgenotypDvojgenotyp ATG (-6A/G a M235T ATGATG (-6A/G a M235T ATG))
Vztah mezi zánětem a rakovinou
Patofyziologické mechanismy spojující obezitu a rakovinu střev
(John BJ, 2006)
Vztah mezi zánětem a rakovinou
Pacienti s kolorektální karcinomem vs. kontroly-mužiDvojgenotyp ATG (-6A/G a M235T ATG)
0
20
40
60
CC-men (N=79) 0 1 23 1 56 4 12 3 0
Control men (N=59) 3 5 25 3 25 15 24 0 0
MMAA MMAG MMGG MTAA MTAG MTGG TTAA TTAG TTGG
OR pro MTAG=3,82 (2,09-6,96)P=0,0002, Pcorr=0,002
OR pro MTGG=0,24 (0,08-0,75) P=0,007, Pcorr=0,05
Farmakogenetika a vývoj léků
Nutnost přesné diagnózy (k fenotypicky podobným stavům mohou vést různé patobiochemické mechanismy).
Individuální odpověď jedince na terapii může záležet na genech, vstupujících do interakce s metabolismem léku nebo jeho působením.
Polovina všech dosud používaných léků je metabolizována enzymy P450.
Model terapie hypertenze (podle Lindpaintnera, březen 2003)
A=fyziologický stav: tři molekulární mechanismy (M1, M2, M3) se podílejí na determinaci znaku (TK), B=hypertenze D1: selhání M1 (příčina/účast)C=hypertenze D1: kauzální terapie T1 (cílená na M1), D= hypertenze D3: selhání M3 (příčina účast), E=hypertenze D3, léčení T1: terapie není kauzální, F=hypertenze D1, paliativní terapie T2, cílená na M2, G=hypertenze D1, terapie T2, refrakterní varianta na T2 v M2, H= fyziologický stav: odlišný podíl M1 a M2 na normálním znaku, I = varianta hypertenze D1: selhání M1 J =varianta hypertenze D1: terapie T2
Farmakologická léčba-241 pacientů s chronickým srdečním selháním
Inhibitory ACE A/N 241 (100%)
Beta blokátory A/N 150/91 (62%)
ACEI + BB A/N 150/91 (62%)
Diuretika A/N 214/27 (89%)
Aspirin A/N 133/108(55%)
Inhibitory Ca A/N 7/233 (3%)
Verospiron A/N 157/84 (65%)
Digoxin A/N 163/78 (68%)
Inzulín A/N 20/221 (8%)
Perorální antidiabetika A/N
46/195 (19%)
Antikoagulační terapie A/N
52/189 (22%)
Nitráty A/N 89/152 (37%)
Milurit 57/184 (24%)
Hypolipidemika 107/134 (44%)
Detekce genotypů inzerčně delečního polymorfismu v genu pro angiotenzin konvertující enzym (polymorfismus I/D ACE). PCR na horizontální elektroforéze
IDII
DD
Farmakogenetické rozdíly v dávkování beta blokátorů- genotyp I/D ACE
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Pacienti sdoporučenou
dávkou BB (113)
Pacienti bez BB(91)
Pacienti s nižšínež 50% dávkou
BB (33)
DD
ID
II
Pg=0,005, Pa=0,002
Farmakogenetické aspekty u pacientů s CHSS –
polymorfismus I/D ACE
0
50
100
%
Beta blokátory
Diuretika
Aspirin
Beta blokátory 63 37 78 22
Diuretika 87 13 98 2
Aspirin 59 41 41 59
A N A N
ID+DD ID+DD II II
OR pro BB u II = 2,74,P=0.004 OR pro D u II = 7,76, P=0,01
OR pro Asp u II = 0,49, P=0,02
Farmakogenetické rozdíly v dávkování beta blokátorů a ACEI-
polymorfismus I/D ACE
0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%
100%
Ostatní (177) Pacienti s nižší než50% dávkou BB
a/nebo s nižší než50% dávkou ACEI (60)
DD
ID
IIPg=0,006, Pa=0,009
OR pro II u pacientů s nižší než poloviční dávkou BB a/neboACEI je 2,84, P=0,002
