(McCune- Albright szindróma)

Átírás

1 Genetika és genomika az endokrinológiában Dr. Igaz Péter PhD SE ÁOK II. Belgyógyászati Klinika

2 Genetikailag meghatározott endokrin betegségek I. Monogénes öröklődésű kórképek: Multiplex endokrin neoplasia (1, 2) Von Hippel-Lindau betegség Congenitális adrenális hyperplasia (21-hidroxiláz, 17a-hidroxiláz, 3b-hidroxiszteroid dehidrogenáz, 11b-hidroxiláz, STAR-defektus) Glukokortikoiddal gyógyítható hyperaldosteronismus. Kromoszóma aberrációk: Pl. Turner-szindróma, Prader-Willi-szindróma, Klinefelter-szindróma

3 Genetikailag meghatározott Ritka betegségek: Li-Fraumeni-szindróma, Beckwith- Wiedemann-szindróma, Carney-komplex, McCune-Albright szindróma, DAX1 mutáció, szukcinát-dehidrogenáz mutáció stb. Polimorfizmusok (SNP) MHC-haplotípus asszociáció Pl. diabetes mellitus, 21-hidroxiláz. Poligénes öröklődésű megbetegedések Pl. diabetes mellitus, hypertonia. Genomika endokrin betegségek II.

4 A klinikai genetika jelentősége Diagnózis. Szűrés. Predikció prognózis. Geno- fenotípus összefüggések. Mutáció-pozitív, de még egészséges betegek esetében klinikai szűrővizsgálatok szükségességének felállítása. Mutáció-negatív esetekben klinikai szűrővizsgálatok szükségtelenek.

5 A mutációk főbb típusai Csírasejt (germline) Valamennyi sejtben jelen van, perifériás vérből azonosítható. Pl. RET, menin, VHL, CYP21 (McCune- Albright szindróma) Szomatikus Csak egyes, szövetekben, főként tumorokban, de novo keletkezik. Pl. RET-PTC. A pontmutációk főbb típusai: Missense: aminosavcsere Nonsense: STOP kodon keletkezése miatti lánctermináció Frameshift: a leolvasási keret elmozdulása, értelmetlen aminosavlánc.

6 MEN1-szindróma Autoszomális dominánsan öröklődő vagy sporadikus. Felelős gén: MEN1 gén, terméke a menin, egy tumor szupresszor gén. 10 exon Több mint 400 leírt inaktiváló mutáció, jelentős részük a protein működését alapvetően megzavaró nonsense ill. frameshift mutáció. Nincsenek mutációs hotspotok. Nem ismert egyértelmű geno-fenotípus korreláció. A MEN1 esetek %-ában nem mutatható ki mutáció.

7 A MEN1 szűrésére alkalmazható molekuláris módszerek SSCP (Single Strand Conformational Polymorphism) Denaturáló grádiens gél elektroforézis, hőmérséklet grádiens gél elektroforézis, konformáció-érzékeny gél elektroforézis. HPLC Mutáció azonosítása: direkt szekvenálás.

8 Az SSCP működési elve Homozigóta vad Homozigóta mutáns Heterozigóta DNS-izolálás PCR 1-láncú DNS előállítása Denaturálás Poliakrilamid gél elektroforézis Ezüstözés

9 MEN1 mutáció pozitív egyénekben javasolt szűrővizsgálatok Tumor HPT gastrinoma insulinoma Egyéb ent.pancr. tumor hypophysis Szűrés kezdete Biokémiai tesztek évente 8 év Ca, PTH 20 év Gastrin 5 év Glu, inzulin 20 év Tüneteknek megfelelő hormon 5 év Prolaktin, GH 3 évente képalkotó vizsgálatok CT v. MRI MRI carcinoid 20 év CT

10 Autoszomális dominánsan öröklődő vagy sporadikus. RET (Rearranged during Transfection) protoonkogén aktiváló mutációi. 21 exon A MEN2 genetikája Mutációs hotspotok (11-s és 10-s s exon) Leggyakrabban érintett kodon: 634 (Cys). Többségük missense mutáció. Erős geno-fenotípus korrelációk.

11 A RET protoonkogén mutációk mechanizmus alapján megkülönböztethető három fő csoportja 1. extracelluláris ciszteineket érintő mutációk, melyek a receptor ligandtól független dimerizációját eredményezik (MEN2A és FMTC) 2. nem cisztein mutációk, melyek a szubsztrátspecifitást, vagy az ATP-kötést befolyásolhatják (FMTC és MEN2A) 3. a katalitikus domén mutációi, melyek közvetlenül az enzimaktivitást módosítják MEN2B (918-s kodon > esetek 95%-a)

12 Cys634Tyr mutáció egy magyar MEN2A családban Pheo 40 évesen + MTC 42 évesen MTC 25 éves korban Beteg Egészséges Igaz és mtsai, Orvosi Hetilap, 1999

13 Magyar MEN2A család 10-s exon mutációval Cys609Ser 50 évesen pheo miatt op., néhány hónap múlva MTC miatt thyreoidectomia, exitus leth: metasztatikus pheo Index: 48 évesen pheo miatt op. kalcitonin>780 pg/ml (norm. <11.5), MTC, totális thyreoidectomia 14 évesen, 609-s kodon mutáció Profilaktikus thyreoidectomia pheo neg. Igaz és mtsai, JCEM, 2002, 87, 2994.

14 TGC609TCC (Cys609Ser) mutáció kimutatása direkt szekvenálással Mutáns Vad típus Igaz és mtsai, JCEM, 2002, 87, 2994.

15 Medulláris pajzsmirigyrák MEN2 szindrómában

16 A MEN2 genetikai szűrésének jelentősége A betegség igazolása vagy kizárása. Igazolt mutáció hiányában a klinikai szűrővizsgálatok feleslegesek. Genotípus-fenotípus korrelációk: Mikor végzendő a profilaktikus thyreoidectomia? Mikor indítsuk a klinikai szűrővizsgálatokat?

17 Geno-fenotípus korrelációk MEN2-ben Medulláris pajzsmirigyrák (MTC) Az MTC agresszivitása a mutációk típusával összefügg. 3. osztály a legagresszívabb mutációk: MEN2B (918, 922 és 883 kodonok), MTC már 6 hónapos gyermekben. 2. osztály 611, 618, 620 és 634 kodonok (MEN2A), kevésbé agresszív. 1. osztály 609, 768, 790, 791, 804 és 891 kodonok (MEN2A és FMTC),, legkevésbé agresszívek.

18 A profilaktikus thyreoidectomia elvégzésének időpontja 3. osztály 6 hónap, talán az 1. hónapban 2. osztály 5 éves korban 1. osztály -? 5 és 10 éves kor között Rendszeres pentagastrin teszt, és az első abnormális teszt eredményét követően műtét.

19 Phaeochromocytoma Az öröklődő formák gyakoriak, közel 25 %- ban fordulnak elő. Jól körülhatárolható genetikai szindrómák. 6 fő gén mutációi. Genomika! Mellékvesekéreg daganatai Az öröklődő formák ritkák. A genetika jóval kevésbé tisztázott, mint a phaeo esetében. Genomika nagy perspektíva előtt áll!!

20 Phaeo megjelenésére hajlamosító öröklődő kórképek Újabb adatok szerint, a sporadikus phaeo-k 20-25%-ának hátterében csírasejt mutációk mutathatók ki, miáltal az öröklődő kórképek aránya a korábbi adatokhoz képest jóval magasabb. 1. Multiplex endokrin neoplasia syndroma 2-es típus 2. von Hippel-Lindau syndroma 3. neurofibromatosis 1-es típusa 4. familiáris paraganglioma syndromák

21 Von Hippel-Lindau betegség prevalencia: 1: Autoszomális dominánsan öröklődő (80%) ill. sporadikus (de novo) formák (20%). Tumor-szupresszor VHL gén inaktiváló mutációi. 3 nagyméretű exon Nagyszámú mutáció (>300 ismert) szinte valamennyi exonban Korlátozott geno-fenotípus korreláció. A sporadikus formák egy részében mozaicizmus miatt a mutáció a perifériás vér analízisével nem mutatható ki.

22 A VHL klinikai formái VHL1: vesecysták és carcinoma, retinális és kp. idegr. haemangioblastomák, pancreas tumorok és cysták, epidydimis cystadenomák. VHL2A: kp. idegr. haemangioblastomák, phaeo, epidydimis cystadenomák. VHL2B: vesecysták és carcinoma, retinális és kp. idegr. haemangioblastomák, pancreas tumorok és cysták, phaeo, epidydimis cystadenomák. VHL2C: phaeo egyedül.

23 Milyen esetben végezzünk genetikai vizsgálatot phaeo esetében? 1. lehetőség: mindenkinél Érvek: a.) tumor syndroma lehetősége más tumorokra hajlamosíthat b.) mutáció pozitív esetekben a recidiva valószínűbb, követés lehetősége. 2. racionálisabb lehetőség: 50 évesnél fiatalabb beteg, különösen gyermekek esetében. Emellett bilaterális tumor, multifokális extraadrenális folyamat, egyéb tumorok társulása is indikálja a genetikai vizsgálatot.

24 ENZIMDEFEKTUSOK

25 21-hidroxiláz (CYP21) mutációi A congenitális adrenális hyperplasia (CAH) leggyakoribb oka. Autoszomális recesszív öröklődésű. 10 exon. Inaktiváló mutációk. MHCIII-ban CYP21 (CYP21B) és egy homológ pseudogén (CYP21P v. CYP21A) A mutációk többsége génkonverzió, deléció, kisebb részben pontmutáció.

26 A CYP21 mutációk vizsgálatára alkalmazható molekuláris genetikai módszerek Szűrés: SSCP Denaturáló gél elektroforézis A mutációk azonosítása Southern-blot (restrikciós enzimemésztés után) Allél-specifikus oligonukleotid próba Allél-specifikus PCR. Restrikciós enzim emésztés. LCR (ligáz láncreakció)

27 Long PCR a CYP11B1CYP11B2 fúziós gén kimutatására A: poz. kontroll B: norm. egyedek

28 KROMOSZÓMAABERRÁCIÓK

29 GENETIKA EGY VAGY NÉHÁNY GÉN VIZSGÁLATA GENOMIKA A GENOM EGÉSZÉNEK VIZSGÁLATA EXPRESSZIÓS MINTÁZAT: FUNKCIONÁLIS GENOMIKA STRUKTURÁLIS GENOMIKA PROTEOMIKA METABOLOMIKA

30 Funkcionális genomikai megközelítés a phaeo génexpressziós profiljának vizsgálatára: a VHL és SDHB/D mutációk közös patomechanizmusára utal Dahia et al., PLoS Genetics, 2005

31 A VHL és SDH mutáció talaján kialakult phaeo-k hasonló, a MEN2-től eltérő génexpressziós profilt mutatnak. Dahia et al., PLoS Genetics, 2005

32 A phaeochromocytomák patogenezisében szereplő fő mechanizmusok a funkcionális genomikai vizsgálatok alapján. A. B. VHL SDHD SDHB RET NF1 succinát RAS HIF1a tumornövekedés angiogenezis Zavar az apoptosis folyamataiban (junb?)

33 Mellékvesekéregtumorok kialakulására hajlamosító genetikai betegségek Li-Fraumeni-szindróma (felelős gén: p53) Multiplex endokrin neoplasia 1-es típus (MEN1, Menin) Beckwith-Wiedemann sy. (IGF-2) McCune-Albright sy. (GNAS-1) Carney-komplex (PRKAR1A és egyéb)

34 Sporadikus mellékvesekéregdaganatok patogenezisében szerepet játszó gének Növekedési faktorok és receptorok: IGF-2 (IGFBP, IGFR-1), FGFR, TGF-β Tumor szuppresszor gének: p53, PRKAR1A, menin. Protoonkogének: RAS Egyéb: inhibin A, urotensin II, novh

35 A klinikai genomika lehetőségei Klinikai adatok: -kezelések -családi anamnézis -demográfia -környezeti adatok Képalkotó vizsgálatok Génexpressziós profilok Genomikai adatok, SNP-k Genomszintű szekvenciák Mintázatintegráló modellek Metabolomika Proteomika Következtetések: Kockázat Individualizált prognózis és diagnózis Terápiás válasz, egyedi terápia, Mellékhatások prognózisa