Doç.Dr.Basri Gülbakan. Pediatrik Metabolizma Tanı ve Araştırma Laboratuvarı

Transkript

1 KALITSAL HASTALIKLARDA METABOLOMİK VE PROTEOMİK Doç.Dr.Basri Gülbakan Pediatrik Metabolizma Tanı ve Araştırma Laboratuvarı

2 HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ PEDİATRİK METABOLİZMA BD İleri Kimya Laboratuvarı İlk kademe biyokimyasal testler Çocuk Metabolizma Kliniği İlk kademe genetik testler AKADEMİK KADRO Prof. Dr. Turgay Coşkun Prof. Dr. Ayşegül Tokatlı Prof. Dr. Ali Dursun Prof. Dr. H. Serap Sivri Prof. Dr. R. Köksal Özgül (MBG) Doç. Dr. Basri Gülbakan (Kimya/Biyoanalitik Kimya) İleri Genetik Laboratuvarı Yrd.Doç. Dr. Didem Yücel (MBG) Dr. Berrak Bilginer Gürbüz (yan dal uzmanı) Dr. Yılmaz Yıldız (yan dal uzmanı) Moleküler metabolizma doktora programı 6 öğrenci

3 METABOLİK YOLAKLAR

4 KALITSAL METABOLİK HASTALIKLAR VE TÜRKİYE Bazı metabolik hastalıkların görülme sıklığı PKU 1/4500 (1986) (Hacettepe Universitesi) 1/5158 (2009) (Sağlık Bakanlığı) 1/6228 (2014) (Sağlık Bakanlığı) 2017: PKU: 26; HPA:115 Biotinidaz eksikliği 1/ (Hacettepe Universitesi) 1/6952 (2009) (Hacettepe Universitesi) 1/7116 (2014) (Hacettepe Universitesi) 2017: 107 Diğerleri.? PKU UCD MPS IV 270 milyon TL te kalıtsal metabolik hastalıkların tedavisine harcanan para- Sağlık bakanlığı verileri

5 KALITSAL METABOLİK HASTALIKLARA YAKLAŞIM 1. Fizik muayene ve metabolik hastalık şüphesi??? 2. Birinci basamak biyokimyasal testler, metabolik testler (organik asit tandem MS), radyolojik testler. Bilinen metabolik hastalık mı? 3. Spesifik metabolik testler (enzim aktivite ölçümü, VLCFA, NMR, genetik analiz) Allelik heterojenite Tanımlanmış çok nadir hastalık Genetik (lokus) heterojenitesi Polisemptomatik ya da nadir bir hastalığın monosemptomatolojisi ya da beklenmedik bulguları Tanımlanmamış yeni bir hastalık 4. Tüm ekzom dizi analizi Tanımlanmış çok nadir Hastalık? (KIF1C, MTO1, GNAL) Tanımlanmış fenotip/gen ilişkisi kurulmamış (MAK-retinitis pigmentoza) Tanımlanmamış fenotip/gen ilişkisi kurulmamış (MBOAT7, VP33A, Ap3B2, Dursun sendromu, MPS+ sendromu) Tamamlayıcı omik analizler ve fonksiyonel çalışmalar

6 NEDEN TAMAMLAYICI OMİK VE FONKSİYONEL ANALİZLER? gen transkript protein metabolit GENOTİP FENOTİP

7 NEDEN TAMAMLAYICI OMİK VE FONKSİYONEL ANALİZLER? WES başarı oranı= % tanımlı IEM ama gen var Geni bulduk ama işlevi nedir? Hangi yolaklar etkileniyor? Hangi proteinler değişim gösteriyor? Son ürün olarak hangi moleküller biyobelirteç olabilir? Hücrede hangi fonsiyonlar bozuluyor?

8 Bilinen metabolik hastalıklar için yeni metabolomik yaklaşım: PKU Courtesy of Ron Wevers, RADBOUD UNIVERSITY, unpublished data, personal communication

9 Tamamlayıcı Omik ve Fonksiyonel analizler MSUD= 28 LPI=32 PPA=40 MMA=45 GA=30 MD= 15 CDG= 12 LSD= 25 Bilinmeyen= 30 Plazma Serum İdrar FB Guthrie

10 VEZİKÜLER TRAFİK BOZUKLUKLARI Phosphoinositides (Growth retardation, atypical face specific MR Findings) MBOAT7, VAC14 AP3P2 Adaptor proteins (Epileptic encephalopathy, severe MMR, Severe hypotonia) KIF1C (motor protein) (Spastic paraplegia) SNX14 (coarse face and cerebellar atrophy) FBX07 (juvenile parkinsonism) VPS proteins (typical sfingolipidosis storage defects (tethering and fusion proteins )

11 VEZİKÜLER TRAFİK BOZUKLUĞU OLAN HASTALARDA METABOLOMİK Hastalarının periferik kan örneklerinde ayırıcı tanı için bir biyobelirteç bulabilirmiyiz? Lands yolağı gen defektinden nasıl etkileniyor? Gen defekti otofajii-lizozom yolağı nasıl etkileniyor? 116S377- Tübitak S427- Tübitak 1001

12 HEDEFSİZ METABOLOMİK-ÖZET Otozomal Resesif Konjenital İktiyoz HACETTEPE BAP İnhibitörler ile yolakların derinlikli analizi Gazi- Eczacılık- BİR SONRAKİ AŞAMA

13 1. Tek bir hasta örneğinden çok kapsamlı metabolik profilleme 2. Bilinen hastalıklarda yeni belirteçlerin keşfi, tedavi yanıtının izlenmesi 3. Yeni tanımlanan hastalıklarda WES i tamamlayıcı ve hastalık patolojisinin daha iyi anlaşılması 4. En büyük avantajı tek hasta bireyden sonuç vermeye imkan vermesi Test başı: 5000 $

14 Nadir Metabolik Hastalıklarda Proteomik

15 AML Hücre yüzey belirteçlerinin belirlenmesi için aptamer temelli proteomik metodoloji geliştirilmesi

16 Aptamerler apto: mer: to fit smallest unit of repeating structure Aptamers are BASE LONG DNA/RNA single stranded and folded oligonucleotides that bind to molecular targets with high affinity and specificity akin to antibodies.

17 Kanser aptamerleri: Cell-SELEX > 500 yüksek kalitede aptamer > 20 kanser için mevcut

18 Klinik ve araştırma soruları Adults: - acute myeloid leukemia (AML) 80% - acute lymphoblastic leukemia (ALL) 20% - Childhood -acute myeloid leukemia (AML) 80% - acute lymphoblastic leukemia (ALL) 20% 20 different high quality aptamers exist for acute myeloid leukemia Aptamerler klinik fenotiplemede kullanılabilir mi? Aptamerler kullanılarak AML-özgü yeni hücre yüzey proteinler kullanılabilir mi? Bu yüzey proteinlerinin AML patogenezi ile ilişkisi nedir? TÜBİTAK S275

19 Hücre yüzey belirteçlerinin belirlenmesi için aptamer temelli proteomik

20 BİLİNEN METABOLİK HASTALIKLARA HASTABAŞI TANI YÖNTEMLERİ-PKU ÖRNEĞİ nitrobluetetrazolium phenazine methosulfate 22 mg/dl 10 mg/dl 4 mg/dl 0 mg/dl Pelin Kazancı Y Lisans Tezi, S047 Memed Duman-HÜ-Nanoteknoloji Çağlar Elbüken-Bilkent UNAM Ali Dursun-HÜ Pediatri

21 BİLİNEN METABOLİK HASTALIKLARA HASTABAŞI TANI YÖNTEMLERİ-PKU ÖRNEĞİ Science 14 Sep 2018: Vol. 361, Issue 6407, pp DOI: /science.aat7992

22 KALITSAL METABOLİK HASTALIKLARDA HACETTEPE NEREDE?? Klinik- Tartışmasız Lider Genetik araştırmalar- Dünya ile yarışır durumda Tamamlayıcı omik araştırmalar- fonksiyonel çalışmalar- model organizma çalışmaları GELECEK 10 YIL Economics

23 TEŞEKKÜRLER TÜBİTAK- BAP BBMRI HÜTF-Çocuk Metabolizma HÜTF-Çocuk Romatoloji HÜ-Kimya HÜTF-Kök Hücre Merkezi HÜTF-Tıbbi Biyoloji HÜ-Nanoteknoloji NanoTıp Gazi-Eczacılık HÜ-Eczacılık