A laboratóriumi medicina fejlődése az elmúlt 35 évben

Átírás

1 A laboratóriumi medicina fejlődése az elmúlt 35 évben Kovács L. Gábor egyetemi tanár, az MTA rendes tagja Pécsi Tudományegyetem ? INTÉZETIGAZGATÓ PROFESSZOROK KLINIKAI KÉMIA 1976 Mérleg Spektrofotométer Lángfotométer Van Slyke készülék Koloriméter Centrifuga 1976 Nem volt kalkulátor, logarléc volt. Nem volt automatizáció. Nem volt modern minőségbiztosítás. Nem volt telefax, komputer. Nem volt modern laboratóriumi információs rendszer. A VIZSGÁLÓELJÁRÁSOK FEJLŐDÉSE Specifikusabb A cél: klinikai Szenzitívebb Szélesebb méréstartomány Rövid analízis idő Automatizálható Környezetkímélő A cél: analitikai 1

2 TITRIMETRIA FOTOMETRIA NEPHELOMETRIA KROMATOGRÁFIA FLUORIMETRIA ATOMABSZORBCIÓ RIA, EIA, FIA BIOLUMINESZCENCIA, EIA LIA PCR TÖMEGSPEKTROMETRIA mmol/l umol/l nmol/l pmol/l fmol/l amol/l Új analitikai eljárások a rutin diagnosztikában: tömegspektrometria Kis molekulák jövőbeli vizsgáló módszere. A kereszt-reakciók kiküszöbölve. Gyors, nem igényel minta előkezelést, nincs reagens költség. A berendezés drága, speciális felkészültséget igényel. Nano diagnosztika Proteomika Nano chip/biochip Nano array/protein nano array Gyógyszercélpontok Génterápia és RNS interferencia modifikáció lokalizáció A interakció A B aktivitás A funkció A proteomika technológiája Biokémiai módszerek Tömegspektrometria Bioinformatika Fehérjék azonosítása DIAGNOSZTIKUS BIOMARKEREK. Albumin Haptoglobin 10% Össz IgA Össz IgM α-1-antitripszin Fibrinogén α-2-makroglobulin Transzferrin C3 komplement komplement faktor B Össz IgG H-faktor C8 komplement C1q komplement Apolipoprotein B 1987: 60 különböző fehérje 2011: különböző fehérje 2030: különböző fehérje C4 komplement C9 komplement Cöruloplazmin 1% α-1 savas Glycoprotein Prealbumin Lipoprotein PROTEOMIKA BIOINFORMATIKA Apolipoprotein A-1 BIOMARKEREK 2

3 DIAGNOSZTIKUS BIOMARKEREK KUTATÁSA Genetika és a betegségek iránti fogékonyság Új biomarkerek. Lab-on-a-chip módszerek. Nanotechnológia, nanodrót. Transzlációs kutatások. Asszisztált reprodukció. Perinatalis károsodás. Egyes immunológiai kórképek (pl. scleroderma) prognosis. Kor Nem Fenotipus 1 Fenotipus 2 Fenotipus 3 Fenotipus 4 Metabolizmus Élettan Immunológia Gének azonosítása Farmakokinetika Biomarker Molekulák Morfometria Betegségek iránti fogékonyság prediktív értékelése Endokrin Proteóma Transzkriptóma Etnikum Környezet Prediktív laboratóriumi medicina (MA MÉG) EGÉSZSÉGES EMBEREKET VIZSGÁL MOLEKULÁRIS BIOLÓGIAI MÓDSZEREKKEL ADOTT BETEGSÉG IRÁNTI FOGÉKONYSÉG STATISZTIKAI BECSLÉSE INDIVIDUÁLIS PREVENCIÓS PROGRAM TÖMEG-BETEGSÉGEK: DIABETES, HYPERTONIA, ARTERIOSCLEROSIS, MALIGNUS DAGANATOK Farmakogenomika: a gének és a gyógyszerek kapcsolata Gén Gyógyszer Válasz Hatás Mellékhatás Cytochrom P450 microarray Molekuláris diagnosztika eljárások Minta: alvadásgátolt perifériás vér Lelet Előkészítés Genomiális DNS izolálás Amplifikáció PCR Fluoreszcens primerekkel Scannelés és Analizálás Fragmentáció/ Jelölés Hibridizáció PCR fázis Array fázis Rideg, Háber, Botz, Szűcs, Várnai, Miseta, Kovács: Cell Biochem Function 2011, in press Multiple endokrin neoplasia Congenitalis adrenalis hyperplasia Tg mrna: differenciált sejtes pajzsmirigyrák Kallikrein mrna: számos daganat Oestrogen receptor polimorfizmus Microarray (biochip) FP/7 REGPOT PÁLYÁZAT: KORAI DIAGNOSZTIKA PÉCS, AMSTERDAM, DUNDEE, MILANO, ROUEN, TWENTE 3

4 AZ EPIGENETIKA MÓDSZEREI Reverzibilis, örökölhető változás a gének funkciójában, amely nem jár egy ütt a sejtmag DNS szekvencia módosulásával. A DNS-ben nem rögzült gén-szabály ozási információ egy ik generációról (sejtről, szervezetről) átjut a másikra. TRANSZKRIPCIÓ: DNS metiláció (a replikáció megváltozik) Hiszton modifikáció/varánsok (megváltozik a DNS hozzáférhetősége az enzimek számára) POSZTTRANSZKRIPCIÓ: Szabály ozó, de nem kódoló RNS (pl. mikro RNS) CHROMATIN-IMMUNPRECIPITÁCIÓS (CHIP-SEQ) MIKROARRAY TÖMEGSPEKTROMETRIA (LCMS-MS) EPIGENOM TÉRKÉPEZÉS O-Glikozilált fehérjék Jurkat sejtekben. O-Glikoziláció Nagy, Balasa, Frank, Rab, Rideg, Kotek, Magyarlaki, Bogner, Kovacs, Miseta: European Biophysics Journal, 39 (2010) foszforilációval rokon, dinamikus poszt-transzlációs módosulás szerepe: diabétesz, stresszfolyamatok, malignus betegségek befolyásolhatja a fehérjék funkcióját, lokalizációját, lebomlását Foetalis mrns, DNS az anyai vérben O-Glikoziláció target fehérjéi: - citoszkeletális - metabolikus enzimek - kinázok, jelátvitel fehérjéi - transzkripciós faktorok - kromatin/dns asszociált fehérjék (hisztonok, RNS polimeráz, stb) Whelan és mtsai.: Circulation Research 93 (2003) Teo és mtsai.: Nature Chemical Biology 6 (2010) A hiszton metil-transzferáz aktivitás fokozódhat O-Glikoziláció hatására: (A H3K4 hisztonfehérje metilációja a kromatint transzkripcionálisan aktív kivon RNS, DNS állapotba hozza) Mikkelsen és mtsai.: Nature 448 (2007) Fujiki és mtsai.: GlcNAcylation of a histone methyltransferase in retinoicacid-induced granulopoiesis. Nature 459 (2009) AUTOMATIZÁCIÓ, ROBOTIZÁCIÓ 4

5 The Quality Assurance Cycle AKKREDITÁCIÓ Reporting Record Keeping Patient/Client Prep Sample Collection Data and Lab Management Safety Customer Service Quality Control Testing Personnel Competency Test Evaluations Sample Receipt and Accessioning Sample Transport ISO 9001: ISO :1994 EC BS 5750:1989 Essential & Additional Criteria EN 45001:1989 (ISO Guide 25) MINŐSÉGÜGYI STANDARD Magyar standard ISO ISO LABORATÓRIUMI STANDARD CPA (UK) A LABORATÓRIUM JÖVŐJE Új módszerek: Szelektív knock-out Funkcionális genomika Transcriptomika Proteomika Metabolomika Glikomika Lipidomika Farmakogenomika Nutrigenomika Nanotechnológia, chiptechnológia: Analitok Sejtek A PATOLÓGIAI-LABORATÓRIUMI VIZSGÁLAT: AZ ORVOSI DÖNTÉSHOZATAL EGYIK LEGFONTOSABB TÁMPONTJA A modern medicina legfontosabb szegmense. Az Amerikai Patológusok Társasága: A patológiai/laboratóriumi szolgáltatások képezik a klinikai döntéshozatal %-ának alapját mind a diagnosis, mind pedig a terápia és a prognosis során. KONZILIUM ÉS FOLYAMATOS KOOPERÁCIÓ A KLINIKUSSAL 5

6 A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet A Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet 6