Opis projektu

Głównym celem projektu jest ocena wpływu zmienności nukleotydowej w obrębie genów związanych z neurometabolizmem drobnocząsteczkowych neuroprzekaźników oraz neuroprotekcją na ryzyko rozwoju lub ciężkość przebiegu różnych chorób ośrodkowego układu nerwowego, takich jak:

  • udar niedokrwienny mózgu,
  • choroba Parkinsona,
  • jaskra pierwotna otwartego kąta,
  • padaczka uogólniona u dzieci,
  • fenyloketonuria,
  • choroby mitochondrialne,
  • idiopatyczne nadciśnienie śródczaszkowe.

W projekcie uczestniczą pacjenci pozostający w opiece ośrodków klinicznych w Krakowie, Warszawie i Gdańsku oraz zdrowe osoby stanowiące grupę kontrolną. Istotą badań jest porównanie zmienności genetycznej u osób chorych i zdrowych w poszukiwaniu takich wariantów genetycznych, które występują znamiennie częściej w jednej lub drugiej grupie, a zatem mogą mieć potencjalnie działanie patogenne lub ochronne. Dotychczasowe badania tego typu ograniczały się do analizy jednego lub kilku wariantów genetycznych, a ich wyniki były często niejednoznaczne i trudne do interpretacji w dużej mierze z powodu braku informacji na temat wpływu innych możliwych czynników genetycznych. Wyróżnikiem tego projektu jest zastosowanie nowoczesnej technologii mikromacierzy typu Open Array, umożliwiającej równoczesną analizę nawet kilkuset różnych wariantów genetycznych u dużej liczby pacjentów. Dzięki temu możemy badać wpływ wielu różnych wariantów genetycznych w obrębie wybranych szlaków neurometabolicznych, kluczowych dla funkcjonowania ośrodkowego układu nerwowego. W chorobach o wieloczynnikowej etiologii, takich jak udar mózgu lub choroba Parkinsona, o zachorowaniu w większości przypadków decydują nie pojedyncze mutacje, ale szczególnie niekorzystne zestawienia wielu wariantów genetycznych w określonych warunkach środowiska (np. w sytuacji narażenia na pewne sustancje toksyczne). W tym projekcie poszukujemy właśnie tych szczególnych zestawień wariantów genetycznych, które mogą sprzyjać zachorowaniu na choroby ośrodkowego układu nerwowego. Zadanie to byłoby niemożliwe do zrealizowania bez zastosowania zaawansowanych metod bioinformatycznych, które pozwalają wyszukiwać istotne statystycznie prawidłowości i reguły w bardzo dużych i skomplikowanych zbiorach danych, takich jakie otrzymujemy w trakcie badań genetycznych, obejmujących docelowo ok. 1500 pacjentów. We współpracy z partnerem przemysłowym, firmą FQS Poland, testujemy w tym zastosowaniu specjalistyczne oprogramowanie GhostMiner, które wykrywa ukryte zależności w złożonych zbiorach danych m.in. za pomocą matematycznego algorytmu drzewa decyzji. Poszczególne gałęzie tego drzewa (rycina 1. [link]) odpowiadają szczególnym układom wariantów genetycznych, które wykazują istotny statystycznie związek z ryzykiem zachorowania (czerwone węzły) lub prawdopodobieństwa pozostawania zdrowym (zielone węzły).

Rycina 1. Fragment drzewa decyzji w chorobie Parkinsona. Zielony kolor oznacza warianty genetyczne o możliwym działaniu ochronnym, czerwony – warianty potencjalnie patogenne.

Wyniki opisanych wyżej badań genetycznych mają znaczenie nie tylko dla poszukiwania genetycznych czynników ryzyka, ale również dla wykrywania naturalnie występujących peptydów i białek, które mogą mieć zwiększony potencjał ochronny wobec ośrodkowego układu nerwowego. W toku prowadzonych przez nas badań wykazaliśmy na przykład, że niektóre postacie peptydów humaninowych, kodowanych przez polimorficzne warianty genów MTRNR2L, mają silniejsze działanie neuroprotekcyjne niż pozostałe peptydy należące do tej rodziny. Prace nad stworzeniem syntetycznych pochodnych peptydów humaninowych oraz badania dotyczące ich właściwości prowadzimy we współpracy z kolejnym partnerem przemysłowym – firmą biotechnologiczną Lipopharm.pl.

Wszystkich zainteresowanych uzyskaniem dokładniejszych informacji dotyczących projektu Międzyregionalnej Sieci Badawczo-Rozwojowej Genetyki Kognitywnej zachęcamy do kontaktu, w szczególności:

  • pacjentów zainteresowanych badaniami genetycznymi,
  • naukowców i klinicystów chcących nawiązać współpracę naukową,
  • firmy biotechnologiczne i innych partnerów przemysłowych.