A modern endokrin diagnosztika alapjai és perspektívái

Átírás

1 A modern endokrin diagnosztika alapjai és perspektívái Kovács L. GáborG Pécsi Tudományegyetem ÁOK Laboratóriumi riumi Medicina Intézete és ETK Diagnosztikai és s Menedzsment Intézete

2 Az elmúlt 50 év endokrin Nobel díjasai 1958: F Sanger 1966: CB Huggins 1971: EW Sutherland 1977: RS Yalow, RL Guillemin, AV Schally 1984: GJF Köhler 1992: EH Fisher, EG Krebs 1994: AG Gilman, M Rodbell 1998: RF Furchgott 2003: P Agre R MacKinnon Az inzulin szerkezete Prostata rák hormonkezelése Hormonhatás mechanizmusa RIA, releasing hormonok Monoclonalis antitestek Proteinkinázok G proteinek NO vízcsatornák

3 Hypothalamus: GHRH, CRH, TRH, GnRH Szomatosztatin ADH Hypophysis: GH Prolactin ACTH, MSH TSH FSH & LH Oxytocin ADH Hormontermelés: klasszikus mirigyek Tobozmirigy: Melatonin Pajzsmirigy: T3, T4 Calcitonin Mellékpajzsmirigy Parathyroid h. Pancreas: Insulin Glucagon Petefészek: Ösztrogének Progeszteron Mellékvesekéreg: Cortisol Aldoszteron Androgének Mellékvese velı: Catecholaminok

4 Kevésbé hagyományos hormonok Endothelium: Endothelin NO Prosztanoidok,... Immunrendszer: Citokinek Thrombocyta: Növekedési faktorok Placenta: Mindenfajta hormon Adipocyta: Leptin Cardiocyta: ANP Vese: Erythropoietin RAS GIT: Gastrin Cholecystokinin Secretin,... Gonadok: Inhibin Activin

5 AZ ELİADÁS VÁZLATA 1. HORMON- RECEPTOROK 2. SZABAD HORMON KONCEPCIÓ 3. NEUROPEPTIDEK 4. POSZT-TRANSZLÁCIÓS MÓDOSULÁSOK 5. FOETALIS mrns AZ ANYAI VÉRBEN 6. A VIZSGÁLÓ- ELJÁRÁSOK FEJLİDÉSE

6 1. Szemléleti áttörés: a hormon-receptorok felfedezése Szerkezet és funkció közötti kölcsönhatás megértése. Receptorokra ható gyógyszerek felfedezése. Emlı cc. stratifikáció Graves betegség diagnosisa Prostata cc. Carcinoid (somatostatin)

7 GENOMIKUS NEM GENOMIKUS RECEPTOROK

8 Újfajta hormon-receptorok Diabetes incretin hormonok: a postpradialis insulinszekréció szabályozói glucagon-like peptid (GLP1) glucose-dependent insulinotropic polypeptide (GIP) GLP1 és DPP-4 receptorok. Kamrai hypertrophia cardiotrophin-1 (CT-1; az IL-6 család tagja) IL-6 receptor (IL-6R) Kisspeptin (metastin, KISS1): melanoma metastasis suppressor gén GPR54 receptor neuroendokrin kontroll, pubertás

9 2. Szemléleti áttörés: A szabad hormon koncepció Az intracelluláris (hatékony) hormonkoncentráció a szabad szinttel arányos, nem pedig a kötöttel. Az albuminhoz kötött tesztoszteron fél életideje 1 mp, az SHBG-hez kötve 20 mp. A szöveti mikrocirkuláció képes elısegíteni a szabad hormon felszabadulást a kötésbıl ( bioavailable hormone ).

10 Transzport proteinek Peptid hormonokat szállító fehérjék: CRH-BP, IGFBP-1-6, albumin (calcitonin, PTH, ACTH) Szteroid hormonokat szállító fehérjék: CBG, SHBG, D-vitamin-BG Pajzsmirigy hormonokat szállító fehérjék: TBG, albumin, transthyretin (prealbumin)

11 Rheuma faktor (Rf) Humán IgG Fc fragmense ellen képzıdnek (IgM) Elıfordulásuk: 1. normál populációban (idısebb kor): 5-10 %, 2. autoimmun betegekben gyakrabban 3. rheumatoid arthritis: elsı év: %; késıbb: 80 % Úgy viselkednek, mint a heterophil antitestek: minden faj immunglobulinjához hozzákötıdnek.

12 Állati fehérje ellenes humán antitestek (HAAAs) 1. Izotípus: IgG, IgM, IgA, IgE. 2. Állati fehérjével történı expozíció igazolható, és az állatfaj azonos a tesztben alkalmazott állati immunglobulinnal (antimouse: HAMA, anti-rat: HARA, etc..) 3. Szérumkoncentráció: g/l is lehet! 4. Évekig a keringésben maradnak. 5. Elıfordulásuk: 80 % is lehet.

13 Szabad hormon koncentráció: teljesen független a kötıfehérjéktıl? A Bias of ft4 (MEIA) 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% % Albumin (g/l) C Bias of ft3 (MEIA) 175% 125% 75% 25% -25% Albumin (g/l) Toldy, Lıcsei, Szabolcs, Bezzegh, Kovács: Clinica Chimica Acta, 2005

14 IGF-1 és a kötıfehérjék: BP1-6 BP 1-2 IGF-1 α-subunit α-subunit IGF-1 BP 4-6 IGF BP3 IGF-1 BP3 IGF-1 β-subunit β-subunit IGF-1 Az összes keringı IGF-1 1 mennyiségének: nek: < 5% szabad - szövetspecifikus enzimek, - ph viszonyok - farmakonok A szövetenként eltérı lehet a hatásmód és hatáserısség!

15 Az interakciót okozó antitestek kiszőrése Blokkoló ágens használata borjú v. murin immunglobulin, nem specifikus egér antitest (MAK33): interferencia elimináló fehérjék biotinizált egyszárú antitest használata A minta elıkezelése: PEG, alkohol, ammónium szulfát, protein A kromatográfia, ultrafiltráció, gél diffúziós kromatográfia detergens, hıkezelése, hígítása Visszanyerés mérése Az antitest közvetlen mérése, pl. TgAb

16 3. Szemléleti áttörés: A neuropeptidek felfedezése Neurovascularis kapcsolat a hypothalamus és a hypophysis között (Harris, Szentágothai, Halász, Flerkó) Az idegrendszer részt vesz a gonadotropin szekrécióban (Sawyer) Releasing hormok (Guillemin és Schally) Idegrendszerre gyakorolt neuropeptid hatások (De Wied, Lissák, Endrıczi, Telegdy)

17 A NEURO-ENDOKRIN-IMMUN Biológiai ritmusok SZABÁLYOZÁS ZAVARAI Alvás és immunrendszer Vasopressin az agyban Gyulladásos mediátorok és a hormonelválasztás T-helper sejtek és a glucocorticoid érzékenység

18 HUMAN FAMILIALIS DIABETES INSIPIDUS: MUTÁCIÓ A PROHORMON GÉNEN T G MUTÁCIÓ (20. KROMOSZÓMA; NUKLEOTID; 116. CODON), C G CSERE NP85, AUTOSOMALIS DOMINÁNS ÖRÖKLÉSMENET, ENDOPLASMATIKUS RETICULUM, LASSÚ, KÉSLELTETETT NEURODEGENERÁCIÓ. (Bruins, Kovács et al. 2006)

19 A neuropeptidek felfedezésének gyakorlati jelentısége Az endokrin integráció elveinek megismerése. Endokrin betegségek patomechanizmusának megértése (pl. perifériás mirigyek tercier zavarai). Új terápia, pl. LHRH analógok daganatokban. Új funkcionális tesztek. Az idegrendszer mőködésének módosítása.

20 4. SZEMLÉLETI ÁTTÖRÉS SZIALIZÁCIÓ POSZT-TRANSZLÁCIÓS MÓDOSULÁSOK: A BIOLÓGIAI FÉL-ÉLETIDİ SZABÁLYOZÁSA TERHESSÉG FOKOZOTT SZIALIZÁCIÓ LASSABB TBG CLEARENCE EMELKEDETT TBG

21 5. Szemléleti áttörés Foetalis mrns, DNS az anyai vérben kivon RNS, DNS Magzati nem meghatározása Calbindin-D9k mrna Növekedési hormon; insulin-szerő növekedési faktor-1 Veleszületett betegségek diagnosztikája

22 6. A VIZSGÁLÓELJÁRÁSOK FEJLİDÉSE Specifikusabb A cél: klinikai Szenzitívebb Szélesebb méréstartomány Rövid analízis idı Automatizálható Környezetkímélı A cél: analitikai

23 A modern immunoassay specificitása Néhány ng/l mennyiségő anyagot felismer olyan környezetben, ahol az anyagkoncentráció ng/l. Az arány pontosan olyan, mintha egyetlen embert kellene azonosítani a világ teljes népességében.

24 Biomarkerek Albumin C8 komplement C1q komplement komplement faktor B H-faktor C4 komplement C9 komplement Cöruloplazmin Prealbumin Lipoprotein Haptoglobin 10% Össz IgA Össz IgM 10% 1% BIOMARKEREK α-1-antitripszin Fibrinogén α-2-makroglobulin Transzferrin C3 komplement Össz IgG Apolipoprotein B α-1 savas Glycoprotein Apolipoprotein A-1

25 Az analitikai forradalom: tömegspektrometria Kis molekulák jövıbeli vizsgáló módszere. A kereszt-reakciók kiküszöbölve. Gyors, nem igényel minta elıkezelést, nincs reagens költség. A berendezés drága, különleges felkészültséget igényel.

26 A point-of-care (POCT) és a point-of-surgery (POST) hormonmérés Sürgıs: Terhességi próba LH: ovulatio ellenırzés β-hcg Cortisol Intraoperativ: PTH Cortisol Insulin ACTH Gastrin

27 Molekuláris endokrin diagnosztika Multiple endokrin neoplasia Congenitalis adrenalis hyperplasia Tg mrna: differenciált sejtes pajzsmirigyrák Kallikrein mrna: számos daganat Oestrogen receptor polimorfizmus ENDOKRIN MICROARRAY (BIOCHIP) Kezdetleges Drága

28 Személyre szabott és designer hormonkezelés egészséges emberben? Korábban: a hormonkezelés a hormonhiány pótlására szolgált. Személyre szabott (genotípus-specifikus) kezelés: Glucagon-like peptid-1 (II. típusú diabetes) Ghrelin (anorexia) Szövetspecifikus hormonok Kozmetikai endokrinológia. Gének modifikációja? Öregedés: www letöltés 2008: 2.2 millió GH, 1.2 millió DEA az öregedés ellen

29 A HORMONDIAGNOSZTIKA JÖVİJE Az endokrin kézikönyveket át kell írni: Peptid és szteroid hormonok hatásmechanizmusa közötti különbségek eltőnıben Kötıfehérjék új szerepben Új endokrin szervek, hormonok: Kisspeptin (pubertás), Thyrostimulin (pm. aktivátor) Egy gén több hormon: POMC Új molekuláris módszerek: Szelektív knock-out egyes agyterületek peptid receptoraiban Az adaptáció funkcionális genomikája Transcriptomika Proteomika Metabolomika Glikomika Lipidomika Farmakogenomika Fiziomika

30 PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEMI KONZORCIUM A HUMORÁLIS ADAPTÁCIÓ ZAVARAINAK JELENTİSÉGE KLINIKAI KÓRKÉPEKBEN A reproduktív rendszer szabályozási zavarai. Immuno-neuroendocrin adaptáció vizsgálata kritikus állapotban lévı betegekben. Összefüggés vizsgálata a metabolikus szindróma biokémiai és a viscerális zsírsejtek élettani jellemzıi között. A könny összetételének változása endokrin ophthalmopathiában. PTE ÁOK Anatómiai Intézet PTE ÁOK Gyermekgyógyászati Klinika PTE ÁOK I.sz. Belgyógyászati Klinika PTE ÁOK Laboratóriumi Medicina Intézet PTE ÁOK Szemészeti Klinika PTE ÁOK Szülészeti és Nıgyógyászati Klinika PTE ETK Ápolás és Betegellátás Intézete PTE ETK Diagnosztikai és Menedzsment Intézet