lekárska genetika Flashcards

1
Q

lekárska genetika ako odbor

A

analyzuje podiel dedičnosti, genetických zmien a vlastností prostredia v etiológii a patogenéze chorôb a vrodených vád

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

metódy v lekárskej genetike

A
  • genomické (početné a štruktúrne zmeny)
  • cytogenetické (početné a štruktúrne zmeny)
  • molekulárne genetické (mutácie)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

rozdelenie genetických ochorení

A
  • genómové - početné aberácie
  • chromozómové - štruktúrne aberácie
  • génové - mutačné zmeny
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

cytogenetika

A

vyšetrenie karyotypu z farbených metafáznych chromozómov

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

karyotyp

A
  • súbor všetkých chromozómov v jadre bunky
  • v rámci druhu je rovnaký ich počet, veľkosť a tvar
  • používa sa ako druhový znak
  • vyhotovenie vyžaduje kultiváciu buniek v špeciálnom médiu
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

molekulárna cytogenetika

A
  • FISH, aCGH, M-FISH
  • preukázanie malých zmien, ktoré nie sú klasickou cytogenetikou preukázateľné
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

molekulárna diagnostika

A
  • izolácia DNA zo vzorky (zmes chloroformu a fenolu alebo soľný roztok)
  • ale izolácia nám neposkytuje dostatok DNA - PCR
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

metódy molekulárnej diagnostiky

A
  • restrikčná analýza
  • hybridizácia s alelovo špecifickými oligonukleotidmi
  • ARMS (PCR s alelovo špecifickými prímermi)
  • analýza Tm pomocou real-time PCR
  • triplet primed PCR
  • MLPA
  • jednoreťazcový konformačný polymorfizmus
  • denaturačná geadientová elfo
  • heteroduplexná analýza
  • detekcia skráteného proteínu
  • denaturačná vysokotlaková kvapalinová chromatografia
  • analýza Tm s vysokým rozlíšením (HRM)
  • sekvenovanie
  • masívne paralelné sekvenovanie
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

MPS

A
  • panelové sekvenovanie stoviek génov asociovaných s diagnózou
  • exómové sekvenovanie so zameraním na klinicky významné gény
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

postupy MPS

A
  • amplikónové sekvenovanie - využitie k ultrahlbokému sekvenovaniu
  • hybridization-based capture sequencing (Hyb-Seq) - alebo panelové sekvenovanie, využitie k ultraširokému sekvenovaniu
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

sekvenovanie tretej generácie

A
  • single molecule sekvenovanie
  • nevyužíva amplifikačný krok
  • skrátený čas prípravy a eliminácia chýb pochádzajúcich z PCR
  • nižšia cena
  • vyššia flexibilita v dĺžke čítania
  • presná kvantifikácia DNA molekúl, pretože je signál zaznamenávaný v reálnom čase
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

výhody MPS

A
  • presnosť: krátke čítania pre väčšinu aplikácií, priemerné sekvenčné pokrytie spoľahlivé pre detekciu bodových mutácii, dlhé čítania pre štrukturálne variácie, opakované expanzie, ale vysoká miera chýb pre detekciu variácie jednotiek nt
  • rýchlosť: krátke čítanie umožňuje sekvenaciu exómu a genómu počas pár dní, je možné osekvenovať tisíce genómov ročne, dlhé čítania stále trvajú dlhšiu dobu
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

interpretácia genetických analýz

A
  • problematická časť
  • len odborník
  • výpovedná hodnota sa líši u jednotlivých variant
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

predikčné programy patogenicity

A
  • CADD
  • Eigen
  • DANN
  • FitCons
  • PolyPhen
    -SIFT
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

klasifikácia variant (ACMG-AMP)

A
  1. benígna
  2. pravdepodobne benígna
  3. varianta nejasného významu
  4. pravdepodobne patogénna
  5. patogénna
  • zaradenie na základe 28 definovaných kritérií
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

detekcia mozaicizmu

A
  • je nutné vyšetriť všetky tri zárodočné listy
  • ektoderm: izolácia DNA z buláneho steru
  • mezoderm: izolácia DNA z periférnej krvi
  • endoderm: izolácia DNA z moči
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

prínosy molekulárnej diagnostiky

A
  1. genetický
  2. diagnostický
  3. prediktívny
  4. prognostický
  5. preventívny s minimalizáciou vedľajších účinkov
  6. terapeuticko indikačný
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Huntingtonova choroba

A
  • neurodegeneratívne AD ochorenie
  • polyglutamínová porucha
  • poruchy motoriky, zmeny osobnosti, demencia, smrť
  • gén HTT kódujúci proteín huntingtín
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Huntingtín

A
  • exprimovaný najmä v CNS
  • interakcia s TF
  • pravdepodobne má význam pri vývoji CNS
  • dôležitý pre normálny priebeh mitózy v CNS
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

podstata HD

A
  • zmnoženie tripletov CAG (glutamín)
  • normálne jedince 9 - 35 repetícií
  • postihnutí majú viac ako 40 repetícií
  • čím viac repetícií tým ochorenie nastupuje skôr
  • expandovaná repetícia sa dedí od postihnutého rodiča, častejšie muži
  • mutácia de novo u 25 % pacientov
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

diagnostika HD

A
  • genetické testovanie na prítomnosť expanzie
  • prenatálne
  • preimplantačné
  • liečba neexistuje
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

CF

A
  • najčastejšie AR ochorenie v Európe
  • multiorgánové ochorenie
  • nadmerné množstvo soli v pote
  • postihuje pľúca a DC, pankreas
  • mužská sterilita
  • príčina: mutácia v géne CFTR (chloridový kanál, na apikálnej strane epiteliálnych buniek)
  • najmä germinálne mutácie (missese)
  • nerovnováha iónového prostredia, porucha transportu vody, abnormálne viskózny hlienovitý sekrét na epiteloch
  • CFTR gén ma 2000 patologických variant
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

triedy CF

A
  1. narušená syntéza proteínu
  2. abnormálne spracovanie a intracelulárny transport proteínu
  3. porucha regulácie proteínu
  4. narušenie vodivosti chloridového kanálu
  5. redukovaná syntéza a zhoršený intracelulárny transport proteínu
  6. znížená stabilita proteínu
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

diagnostika CF

A
  • analýza Tm pomocou real-time PCR
  • fluorescenčná multiplex ARMS
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
liečba CF
- ivafactor - mutácia triedy 3 (aktivuje nefunkčný kanál na povrchu buniek a otvára ho) - lumafactor- ak chloridový kanál chýba, korektory proteínu CFTR (uľahčuje transport proteínu na bunkovú membránu a interferuje s procesom skladania)
26
srdcové kanálopatie
- dedičné arytmigénne ochorenia - defektné iónové kanály, ich podjednotky alebo asociované proteíny - syndrómy: long QT syndromes, catecholaminergic polymorphic ventricular tachycardia, brugada syndrome - manifestácia: krátka pauza v srdcovom teple, chvenie srdca, závraty, náhla smrť - diagnostika: kardiologické a genetické vyšetrenie - genetické: NGS, Sanger - terapia: beta-blokátory, pacemaker, implantable cardioverter defibrilator
27
zdroje fetálnej DNA pri invazívnom prenatálnom vyšetrení
- amniové fibroblasty - choriové klky - fetálne krvné bunky
28
zdroje fetálnej DNA pri neinvazívnom prenatálnom vyšetrení
- voľná DNA (cfDNA) - fragmenty DNA pochádzajúce z odumretých a rozpadnutuch buniek - detské fragmenty tvoria asi 10 % všetkých voľných fragmentov - detekcia MPS
29
neinvazívny prenatálny screening
- Rh faktor - pohlavie - monogénne choroby - detekcia pomocou MPS
30
riziko veku rodičov
- žena: DS, chromozómové aberácie, kvôli porucham kohezínov a hormonálnej nerovnováhe (najmä poruchy segregácie) - muži: neuropsychiatrické poruchy (schizofrénia a autizmus), achondroplázia, detské rakoviny, vrodené vady srdca (mutačné zmeny v dôsledku vysokého počtu delení) - 80 % de novo mutácií je od otca
31
achondroplázia
- AD - mutácie v transmembránovej doméne FGFR3 - inhibícia proloferácie chondrocytov v rastovej platničke a diferenciácie progenitorových buniek kosti - 80 - 90 % je de novo - riziko stúpa s vekom otca - diagnostika: vyšetrenie fetálnej DNA z krvi matky, HRM
32
prístupy vyšetrení v molekulárne genetickej diagnostike
- nepriame (gene tracing) - priame (direct testing)
33
direct testing
- musíme poznať sekvenciu mutovanej aj wt alely - detekcia známych mutácií (scoring) - detekcia kauzálnej mutácie (ARMS, MLPA, sondy) - detekcia neznámych mutácií (scanning), (analýza Tm, sekvenovanie)
34
fragmentačná analýza
- veľkostná separácia molekúl DNA - podobná elfo, ale miesto gélu sa využíva polymér a značí sa fluorescenčne (produktov aj hm. štandardu) - umožňuje analyzovať produkty predchádzajúcich reakcií - hm. štandard obsahuje fluorescenčne značené fragmenty o definovanej veľkosti - zistená veľkosť sa odčítava od markeru
35
MLPA
- založená na kvantitatívnej multiplexnej PCR - princíp: amplifikácia sond závislá na ligácii - účel: kvantifikácia počtu kópií úsekov, identifikácia genómových zmien, najmä rozsiahlejších delécií, duplikáciím tiež stanovenie SNP a metylácie v promótorovej oblasti - postup: denaturácia, hybridizácia, ligácia, amplifikácia, fragmentačná analýza, vyhodnotenie - amplifikujú sa sondy a nie DNA - fragmentačná analýza prebieha tak, že fluorescenčne značené produkty sú separované na kapilárnej elfo - software coffalyser
36
výhody MLPA
- dokáže analyzovať až 50 rôznych sekvencií - vyžaduje minimum DNA - dokáže odhaliť zmenu aj v jednom nt - rovnaký protokol sa dá použiť pre rôzne aplikácie
37
nevýhody MLPA
- deteguje len relatívne množstvo, takže nedokáže rozlíšiť diploídiu od triploídie - musí byť aspoň 50 % buniek nesúcich danú prestavbu - vysoká citlivosť ku kontaminácii - vysoká náročnosť na zostavenie sond - SNP v mieste ligácie môžu viesť ku falošne pozitívnym výsledkom (preto sa výsledok overuje inou metódou alebo sekvenovať)
38
Duchennova svalová dystrofia
- progradujúca svalová slabosť (kostrové svalstvo, dýchacie svaly, srdcový sval) - postihnutými sú muži - nástup príznakov okolo 2. - 6. roku - 12. rok - vozík - 30. rok - smrť - diagnostika: MLPA
39
príčiny DMD
- defetky v géne pre dystrofín (rozsiahly gén) - dystrofín sprostredkúva interakciu medzi aktínom a ECM - XR (Xp21) - delécie/duplikácie menia čítací rámec a dochádza k nonsens mutáciám
40
ARMS
- PCR s alelovo špecifickými primermi - princíp: mismatch primerov na 3' konci znemožňuje amplifikáciu - 2 x forward primer (pre wt a mutantnú alelu) - 1 x reverse primer - metóda rozdelená do dvoch PCR (wt + R a mt + R) - hodnotí sa prítomnosť/neprítomnosť produktov - môžeme robiť aj multiplexné reakcie (viacej trojíc)
41
expanzia trinukleotidových repetícií
- môže sa jednať o prekladané aj neprekladané oblasti - nestabilita závisí na dĺžke repetície a type sekvencie - ak sú vnútri ORF: narušujú štruktúru proteínov (HD) - ak sú mimo ORF (v 3' alebo 5' UTR): narušujú expresiu proteínov (syndróm fragílneho X) - vznikajú skĺznutím polymerázy, repetície vytvárajú sekundárne útvary (vlásenky), ktoré sú neskôr odstránené, ale oblasť repetície sa rozšíri - klinická anticipácia - postupné rozširovanie repetícií a zhoršovanie prejavu ochorenia
42
choroby asociované s expanziou trinukleotidov
- HD - fragílne X - myotonická dystrofia - Kenedyho choroba - spinicerebrálna ataxia 1
43
syndróm fragílneho X
- druhá najčastejšia MR - XD, neúplná penetrancia - znížené IQ, hyperaktivita, retardácia vývoja, pretiahnutá tvár s veľkou bradou a veľkými odstávajúcimi ušami, veľké semenníky - nekontrolovateľná triaška (pripomína PD), nedokonalá funkcia vaječníkov (sterilita) - efekt anticipácie
44
príčiny FXS
- zúženie chromozómu X v distálnej časti - toto zúžené miesto tvoria 3-nt repetície narúšajúce štruktúru chromatínu - plná mutácia je nad 200 repetícií, dochádza k metylácii úseku a potlačeniu expresie génu FMR1
45
diagnostika FXS
- triplet primed PCS - analýza kriviek topenia - využitie anterkalačného farbiva SybrGreen
46
triplet primed PCR
- prvý primer nasadá na hranicu opakovania (P1) - druhý primer do vnútra repetície (P4) - P4 má nekomplementárny koniec, na ktorý sa viaže P3 - P1 a P3 amplifikujú produkty P4 - potvrdenie prítomnosti repetície ale nevieme jej dĺžku
47
qPCR
- kvantifikácia PCR produktu v priebehu reakcie - princíp: detekcia a kvantifikácia fluorescenčného signálu (závisí na množstve PCR produktu) - značenie: interkalačné farbivá, fluorescenčné sondy, fluorescenčne značené primery
48
interkalačné farbivá pre qPCR
- SybrGreen - väzba nezávislá na sekvencii - fluo signál po väzbe na DNA rastie až 1000 x - nevýhody: nepoužiteľné pre multiplexné reakcie, nemožno odlíšiť nešpecifické produkty - výhody: jednoduchý návrh oligont, lacnejšie
49
fluorescenčne značené sondy
- viažu sa do strednej časti amplifikovaného produktu - dva typy: 1. hydrolizačné (TaqMan) - ukončenie zhášania exonukleázovou aktivitou 2. hybridizačné (FRET) - prenos energie od donora k akceptoru
50
kvantifikácia qPCR
1. absolútna - vzhľadom k štandardu 2. relatívna - vzhľadom k housekeepingovým génom, vzniká normalizovaný pomer (ale tie v niektorých prípadoch nemusia byť konštantné)
51
HRM
- analýza kriviek topenia s vysokým rozlíšením - so zvyšujúcou sa teplotou sa reťazce DNA od seba oddeľujú a uvoľňujú interkalačné farbivo alebo FRET sondy, nastáva pokles fluo - vznikajú krivky topenia na základe poklesu fluo - dokáže zachytiť aj 1nt zmenu
52
teplota topenia (Tm)
- teplota, pri ktorej u polovice dsDNA dôjde k denaturácii za vzniku ssDNA - závisí na: sekvencii, obsahu CG a dĺžke fragmentu
53
využitie HRM
1. scanning - interkalačné farbivo, porovanie kriviek wt a testovanej vzorky, ak sa odlišujú - sekvenácia 2. scoring - sekvenčne špecifické fluorescenčné sondy, porovnanie kriviek wt a mt - genotypizácia -diagnostika CF
54
DNA polymorfizmy
- niekoľko možných alel - rozdielnosť jedincov - SNP - VNTR - STR
55
SNP
- jeden SNP na 1000 báz - ľudský genóm asi 1,5 milióna SNP - v intrónoch, extraexónových oblastiach - detekcia: analýzy restrikčných fragmentov, sekvenácia, čipy, qPCR analýza Tm
56
STR = mikrosatelity
- základná repetícia: 2 - 6 bp - dĺžka opakovania: 2 - 100 bp - rovnomerne rozptýlené - ležia v intrónoch, nie sú translatované - tvoria vzorce bez vzťahu k fenotypu - nie sú príčinou chorôb - medzi jednotlivcami sa značne líšia
57
využitie mikrosatelitov
- nepriama diagnostika monogénnych chorôb - identifikácia osôb - určovanie paternity - analýza aneuploídií - genetická genealógia
58
QF-PCR
- izolácia DNA z AMC, CVS - PCR s fluo primermi (lokus špecifickými) - kvantifikácia aneuploídií (najmä u tehotných) - chromozómovo špecifické STR markery - prenatálna aj postnatálna diagnostika - analýza potratených plodov - amnioPCR - detekcia trizómie najmä 13, 18, 21, X, Y - vyhodnocovanie relatívneho množstva daných STR (pre každý chromozóm 7) - pomery medzi peakmi (problém: homozygot vs. monozomik)
59
artefakty QF-PCR
- stutter peaky: malé peaky, ktoré môžu vzniknúť skĺznutím polymerázy - split peaky: menší peak je o 1 bp kratší ako hlavný, nižšia aktivita Taq polymerázy, menšie peaky zahrňujeme do výpočtu - alelický drop out: strata jednej z dvoch alel, falošné výsledky - pull up peaky: malé peaky nachádzajúce sa v mieste hlavného peaku, vznikajú príliš silným signálom hlavného peaku, musia byť vylúčené - spikes: ostré peaky, ktoré sa objavujú v niekoľkých farebných kanáloch a majú rovnakú intenzitu fluo, vylúčenie
60
výhody QF-PCR
- nemusia sa overovať nejasné výsledky, pretože každý chromozóm je analyzovaný niekoľkými STR súčasne - pre každý chromozóm sú zahrnuté aj veľmi krátke STR, ktoré umožňujú analýzu aj čiastočne degradovanej DNA - odhaľuje kontamináciu rodičovskou DNA - odhaľuje mozaicizmus - deteguje Turnerov syndróm - reagencie v alikvotoch znižujú riziko kontaminácie - rýchla analýza (5 h, hands on 90 min)
61
kedy používame nepriamu DNA diagnostiku
- keď vieme v akom mieste došlo k mutácii, ale nevieme o akú mutáciu sa presne jedná (scanning) - sledujeme segregáciu markeru viazaného na gén záujmu, dedí sa spoločne s ním - gélová a kapilárna elfo - určuje sa haplotyp v asociácii s neznámou mutáciou - nutné vyšetriť čo najväčší okruh rodiny - mnoho nevýhod a jej význam postupne klesá
62
faktory ovplyvňujúce spoľahlivosť nepriamej DNA diagnostiky
- spoľahlivosť klinickej diagnózy - možnosť rekombinácie medzi markerom a génom záujmu - spoľahlivosť biologických vzťahov v rodokmeni
63
oblasti využitia DNA fingerprintingu
- riešenie trestných činov - identifikácia obetí nešťastia - identifikácia vojakov vo vojne - paternitné testovanie - príbuzenské vzťahy - vyhľadávanie hľadaných osôb - vytváranie databáz usvedčených zločincov
64
CODIS loci
- DNA lokusy, ktoré využíva FBI - dohodnutý štandard ukladania genetických profilov osôb - paternitné testy - 16 oblastí
65
novorodenecký screening
- analýza suchej kvapky krvi z päty novorodenca - 13 chorôb - napr. fenylketonúria, kongenitálna hypotyreóza, kongenitálna adrenálna hyperplázia, CF, SMA, ťažké vrodené imunodeficientné stavy - celoplošný a dobrovoľný
66
databázy variant
- OMIM - OrphaNet - VarSome - ClinVar
67
PCOS
- oligomenorhea/anovulácia - obezita - nadmerné ochlpenie (fúzy) - sonografický nález - gén PCOS1
68
Karagenerov syndróm
- primárna ciliálna dyskinéza - AR - väčšie narušenie u mužov ako u žien - riešenie: ICSI
69
Syndróm rezistencie k androgénom
- gén AR - XR - poruchami v géne kódujúci androgénny receptor - karyotyp 46;XY (muži môžu vyzerať ako ženy) - infertilita
70
genetické vyšetrenie neplodnosti
- vyšetrenie karyotypu - numerické aj štrukturálne CHA - nosiči balansovanej translokácie môžu mať potomkov s vážnymi VVV - pozitívny nález je indikáciou k preimplantačnej alebo prenatálnej diagnostike
71
AZF
- Yq11.23 - zodpovedá za správny priebeh spermatogenézy - rozsiahle delécie -
72
trombofilné mutácie a neplodnosť
- Leidenská mutácia - zvýšené riziko tromboembolizmu, potraty - MTHFR - mutácia génu pre protrombín - tromboembolizmus, potraty, preeklampsia
73
metódy vyšetrenia párov v prípade potratu a narodenia dieťaťa s VVV
- karyotyp -QF-PCR - aCGH -WES
74
choroby vyšetrované u darcov gamét
- CF - hluchota - SMA - karyotyp - nálezy XR chorôb u darkýň je dôvod k vyradeniu
75
screeningové genetické vyšetrenie
- nejedná sa o diagnostické vyšetrenie - nutné upozorniť na riziko nálezov nejasného významu - neodstraňuje všetky genetické riziká
76
priebeh IVF
1. hormonálna stimulácia - dozrievanie vajíčok 2. podanie gonádotropínu stimulujúceho rast folikulov a dozrievanie vajíčok = ovulácia 3. odber oocytov a spermií 4. fertilizácia 5. embryotransfer
77
metódy asistovanej reprodukcie
- ICSI: intracytoplazmatická injekcia spermií - predĺženie kultivácie embrya (do blastocysty) - asisted hatching: otvorenie zona pellucida laserom - rôzne metódy odberu spermií
78
kritériá porúch intelektu a vývoja (IDD)
1. deficity v intelektuálnych funkciách (IQ test) 2. deficity v adaptívnych funkciách 3. nástup príznakov v detstve
79
ľahké vs. ťažké IDD
- ľahké asociované so socioekonomickým znevýhodnením - ťažké naprieč všetkými triedami
80
syndromické vs. nesyndromické IDD
- syndromické sú asociované s pridruženými VVV alebo PAS - nesyndromické sú bez VVV a bez alebo s miernou stigmatizáciou
81
etiológia IDD
- komplexná etiológia - negenetické príčiny (prenatálne, perinatálne, postnatálne) - genetické príčiny (monogénne, chromozómové, multifaktorálne)
82
negenetické príčiny IDD v prenatálnom období
- fyzikálne faktory: RTG žiarenie, ionizujúce žiarenie, vysoká teplota - chemické faktory: chemikálie (DDT), návykové látky (drogy, alkohol), lieky (cytostatiká, antiepileptiká, antibiotiká, warfarín)
83
FAS
- chronické ale aj nárazové užívanie alkoholu matkou - rastová retardácia plodu - kraniofaciálna dysmorfia - poškodenie CNS (mentálna retardácia)
84
negenetické biologické príčiny IDD v prenatálnom období
T: toxoplazmóza O: ostatné (treponema pallidum, HIV, ...) R: rubivirus (zarděnky) C: cytomegalovirus H: herpesvirus - ohrozujúce sú najmä primoinfencie - chronické ochorenia matky: DM, fenylketonúria, tyreopatie, astma, epilepsia
85
negenetické príčiny IDD v perinatálnom období
- komplikácie počas pôrodu (krvácanie do mozgu, hypoxia) - predčasný pôrod, nedonosenosť - nízka pôrodná hmotnosť
86
negenetické príčiny IDD v postnatálnom období
- infekcie - úraz hlavy - intoxikácia (olovo, ťažké kovy) - zlá výživa
87
prevencia vzniku IDD negenetickými príčinami
- primárna: predchádzanie vzniku (plánované rodičovstvo) - sekundárna: predchádzanie narodenia dieťaťa s IDD
88
genetické príčiny IDD
- monogénne choroby - poruchy chromozómov (aneuploídie, CNV) - multifaktorálne poruchy - epigenetika
89
monogénne choroby asciované s IDD
- AD: Schinzel-Giedion - AR: fenylketonúria, metabolické poruchy - XR: FXS
90
fenylketonúria
- porucha metabolizmu fenylalanínu - mutácia v géne kódujúcom fenylalanín hydroxylázu - nedokáže premieňať fenylalanín na tyrozín - hromadenie toxického fenylpyruvátu - poškodenie vývinu mozgu - len mierna stigmatizácia - liečba: špeciálna diéta
91
početné chromozómové aberácie asociované s IDD
- DS - Edwardsov syndróm - Patauov syndróm - Turnerov syndróm - Klineferterov syndróm - syndróm Jacobsnovej - triple X - monozómia 8
92
štruktúrne CHA asociované s IDD
- DiGeorge - Prader-Willi/Angelman - aberácie v subtelomerických oblastiach - nerekurentné vs. rekurentné
93
postupy pri vyšetrovaní príčin IDD
- genealogická analýza - osobná analýza - fyzické zhodnotenie fenotypu - klinická diagnóza (cielené - FISH MLPA; necielené - aCGH, NGS/WES, OGM a špecializované vyšetrenie) - konečná diagnóza
94
SNP čipy
- genotypovanie - stanovenie homozygotných oblastí: detekcia UPD, LOH a AOH - AA = 0; Aa = 1; aa = 0
95
databázy
- fenotyp: OMIM, decipher, orphanet - CHA: DGV, decipher, UCSC genome browser - mutačné zmeny: locus-specific mutation database - podpora rodine: mencap, unique, orphanet
96
asistovaná reprodukcia
- techniky založené na manipulácii so zárodočnými bunkami alebo embryami za účelom liečby neplodnosti ženy alebo muža - založené na technikách IVF
97
metódy asistovanej reprodukcie
- intrauterinná inseminácia (IUI) - IVF -ICSI (PICSI) - chirurgická aspirácia spermií (RETA, PESA, TESA)
98
chromozómové aberácie u embryí
- poruchy meiózy, porucha kohezínu - predčasné rozdelenie sesterských chromatíd v M1 - nondisjunkcia - najčastejšie početné CHA - ale časté sú aj štruktúrne CHA, preto analýza len aneuploídií nestačí
99
preimplantačné genetické testovanie
- testovanie monogénnych chorôb - voľba pohlavia u X-viazaných chorôb - vrodené štruktúrne abnormality (translokácie) - detekcia aneuploídií
100
preimplantačné genetické testovanie - metódy
- I-FISH, aCGH - PCR (QF-PCR na trizómie) - SNP čipy (karyomapping), NGS
101
biopsia embryí
1. štádium blastoméry - analýza 1 - 2 buniek - 30 - 60 % strata implantačného potenciálu - vyššie riziko mozaicizmu - časový nátlak 2. štádium blastoméry - analýza 5 - 10 buniek - nižšie riziko mozaicizmu - možnosť vitrifikácie embryí (dosť času pre vyšetrenie) - ale nie všetky embryá dosiahnu štádium blastocysty
102
genetické testovanie embryí
- využitie celogenómových metód (aCGH, SNP čipy, NGS)
103
karyomapping
- SNP profilovanie rodičov a embryí - komplexný pohľad (detekcia aneuploídií aj monogénnych chorôb) - výhody: rýchle a efektívne, detekcia štruktúrnych aj početných CHA - nevýhody: patentované, cenovo náročné, problémy ak nemáme referenčnú DNA
104
NGS a IVF
- veľké množstvo vzoriek v jednom experimente - využívané na veľkých klinikách pre detekciu aneuploídií a možnosť komplexného pohľahu - illumina, ion torrent,
105
dedičné poruchy metabolizmu
- genetické poruchy s vyjadreným biochemickým fenotypom - incidencia je individuálne vzácna, ale kolektívne pomerne vysoká - väčšinou sa jedná o monogénne choroby - ale môže byť aj multifaktoriálna dedičnosť alebo mt dedičnosť
106
manifestácia dedičných porúch metabolizmu
- akútne epizódy v novorodeneckom období - subakútne epizódy v prvom roku života - formy s neskorým nástupom
107
dedičné poruchy metabolizmu - metódy
- chromatografia - chromatografia v kombinácii s MS - tandemová MS
108
liečba dedičných porúch metabolizmu
- klasická: diéta - suportívna: vitamíny, hepatoprotektíva - špecifická - nové trendy: enzyme replacement therapy, gene therapy, orgánové transplantácie, kombinácie
109
RNA v diagnostike
- detekcia infekčných agens - priama RNA diagnostika (screening kódujúcej oblasti génu) - analýza génovej expresie: diferenciačná diagnostika u nádorov, detekcia cirkulujúcich nádorových buniek v krvi, monitorovanie priebehu liečby a detekcia reziduálnej choroby, kontrola štepu pred autológnou transplantáciou
110
izolácia RNA
- pre selektívnu izoláciu mRNA sa využíva jej polyadenylácie - použitie pevného nosiča, na ktorom je pevne naviazaný oligoT --> hybridizácie --> elúcia
111
nestabilita RNA
- prítomnosť veľmi stabilných RNáz (nevyžadujú kofaktory, účinné v nízkych koncentráciách, ťažká inaktivácia - pozor na kontamináciu) - dôležitá je rýchla stabilizácia vzorky pri odbere (-20; -70 °C, stabilizačné roztoky - RNA later)
112
používané RT pre RNA diagnostiku
- M-MuLV - AMV - Tth
113
používané primery pre RNA diagnostiku
- špecifické oligont - zmes náhodných hexant - oligo(dT)
114
priama RNA diagnostika
- sekvenácia cDNA
115
výhody a nevýhody RNA diagnostiky
výhody: - jednoduchší a rýchlejší screening multiexónových génov - záchyt zostrihových mutácií v intrónoch - záchyt synonymných variant spôsobených spôsobených poruchou zostrihu - záchyt delécie celého exónu na jednej alele génu - nižšie ekonomické náklady nevýhody: - zložitejší obder krvi pre izoláciu - nižšia stabilita RNA - u dlhých úsekov ťažšia elfo separácia a sekvenácia - RNA antisense decay (regulácia expresie)
116
NF1 príznaky
- škvrny bielej kávy - neurofibrómy (benígne) - nádor optického nervu u detí - malé škvrny na dúhovkách - migrény, nádory mozgu (vzácne), zmeny osobnosti, slabosť na jednej strane tela, problémy s koordináciou - vznik malígneho nádoru periférneho nervu
117
NF1 z pohľadu genetiky
- AD - lokus 17q - proteín neurofibromín (tumor supresor)
118
problémy pri diagnostike NF1
- veľký gén až 350 kb, 60 exónov - neexistujú hotspot mutácie, preto je nutná sekvenácia celého génu - nejasná korelácia medzi typom mutácie a mierou postihnutia - u neurofibromínu je známa funkcia len jeho centrálnej domény - variabilná expresivita
119
diagnostika NF1
sekvenácia cDNA
120
analýza génovej expresie v onkológii
- využitie RT-PCR - hľadaným znakom epiteliálnych nádorových buniek je mRNA
121
onkomarkery
- látky produkované nádorovými bunkami alebo organizmom ako odpoveď na nádorové bujenie - od látok produkovaných normálnymi bunkami sa líšia kvalitatívne ale aj kvantitatívne
122
štatistické pojmy pre vyhodnocovanie onkomarkerov
- cut-off: hodnota markeru, pod ktorou leží zdravá populácia alebo pacienti s benígnou formou - senzitivita markeru: percento správne pozitívnych výsledkov - špecifita markeru: percento správne negatívnych výsledkov - pozitívna prediktívna hodnota: s akou pravdepodobnosťou bude mať pacient danú chorobu ak bude test pozitívny (%) - negatívna prediktívna hodnota: s akou pravdepodobnosťou pacient nebude mať danú chorobu ak bude test negatívny (%)
123
kritériá ideálneho onkomarkeru
- je produkovaný len u malígnych ochorení - je orgánovo špecifický - vyskytuje sa vo vysokých koncentráciách v biologických tekutinách - hladina koreluje s veľkosťou nádoru - hladina koreluje so štádiom ochorenia - hladina koreluje s prognózou - hladina koreluje s efektom liečby - umožňuje preukázanie reziduálneho nádorového tkaniva
124
rozdelenie onkomarkerov podľa biochemickej štruktúry alebo biologickej funkcie
- onkofetálne antigény - enzýmy - hormóny - intracelulárne onkomarkery - ostatné nešpecifikované látky
125
aplikácia a využitie onkomarkerov v klinickej praxi
- screening - primárna diagnostika - diferenciálna diagnostika - staging - sledovanie účinnosti terapie - hodnotenie liečebnej odpovedi - sledovanie priebehu choroby - autológna transplantácia - prognóza - predikcia
126
metódy detekcie onkomarkerov
- cDNA - kvantifikácia absolútna alebo relatívna - u relatívnej vzniká normalizovaný pomer
127
metódy detekcie MRD u nádorov
- RT-PCR s cDNA (špecifické primery)
128
cfDNA
- voľná cirkulujúca DNA - voľne vypúšťaná bunkami, apoptózou, nekrózou - množstvo sa líši u zdravých a chorých jedincov, môže napovedať o štádiu ochorenia - zvýšené množstvo u patologických stavov ako je zápal a autoimunitné ochorenia - nachádza sa najmä na povrchu krvných buniek - dvojreťazcové molekuly s významným zastúpením GC párov (5' koniec je bohatý na C, 3' koniec je bohatý na G) - v porovnaní plazmy a séra, v plazme je jej menej, ale je stabilnejšia (je lepšia pre analýzy)
129
využitie cfDNA
- prenatálna diagnostika - vyšetrenie aneuploídií - onkológia - diagnóza a prognóza - neinvazívne vyšetrenie
130
zdroje cfDNA
- apoptóza - približne 180 bp dlhé fragmenty - nekróza - aktívne uvoľňovanie bunkami - uvoľňujú predovšetkým novo nasyntetizovanú DNA
131
využitie cfDNA v onkológii
- výrazný nárast je pozorovaný predovšetkým v pokročilých štádiách ochorenia - cfDNA je uvoľňovaná nekrózou z primárneho nádoru a metastáz - stanovenie: kvantitatívne, kvalitatívne (detekcia genetických a epigenetických zmien) - potenciál v diagnostika, prognóze, monitorovaní priebehu, odpovedi na liečbu
132
zdroje nádorovo špecifickej DNA v krvnom obehu
- tumor circulating cells - tumor cfDNA
133
tekutá biopsia
- neinvazívna metóda - menej bolestivá - rýchla - menej riziková - citlivá a špecifická - diagnostika - zistenie zmien primárnej aj metastatickej populácie - ale nevhodná pre detekciu mozgových nádorov (BBB)
134
organelové genómov
chloroplasty - 20 - 200 kb - 20 - 200 proteínov - cyanobaktéria mitochondrie - 6 - 400 kb - 3 - 67 proteínov - alfa-proteobaktéria
135
ľudský mt genóm
- 16,6 kb - 37 génov - 2 x gény rRNA; 22 x gény tRNA; 13 x štruktúrne gény - má odlišné kódovanie
136
štrukturálne gény kódované mt genómom
1. cytochróm b (1x) 2. podjednotky NADH dehydrogenázy (2x) 3. podjednotky NADH dehydrogenázy (3x) 4. podjednotky cytochróm c oxidázy (1x) 5. podjednotky ATP syntázy (2x) 6. podjednotky cytochróm c oxidázy (2x) 7. podjednotky NADH dehydrogenázy (2x)
137
hlavné pravidlá HGVS nomenklatúry
- vždy uveď referenčnú sekvenciu - vždy uveď typ sekvencie - používaj oficiálne symboly
138
zápis HGVS
1. číslo a verzie referenčnej sekvencie NM_000020.2 : 2. predpona podľa typu ref sek c. 3. pozícia zmeny [1232 4. typ zmeny G>A] ;[=]
139
typy referenčnej sekvencie HGVS
- DNA (označenie: g. (genomická), c. (kódujúca) - RNA (označenie: r.) - proteín (označenie: p.)
140
číslovanie rezíduí HGVS
- číslo 0 sa nepoužíva - začiatok sekvencie je označený 1 (ATG --> A = 1) - nekódujúce sekvencie pred štart kodónom sú záporné - za terminačným kodónom pridávame *
141
užívané značky a skratky HGVS
+ číslovanie nt - číslovanie nt * číslovanie nt _ rozmedzie [ ] pre alely ; oddeľuje rôzne varianty alebo alely : oddeľuje ref sek od zápisu varianty ( ) označenie neistoty alebo predikcií ? označenie neznámej pozície > substitúcia = bezo zmeny del delécia dup duplikácia ins inzercia inv inverzia fs frame shift