Genomski i glikanski biomarkeri PTSP-a (GlikoGenPTSP)

Genomski i glikanski biomarkeri PTSP-a (GlikoGenPTSP)

Genomski i glikanski biomarkeri PTSP-a

Datum početka projekta
01.10.2015.
Datum kraja projekta
30.09.2019.
Status
Aktivan
Kategorija projekta
Projekti Hrvatske zaklade za znanost
Ugovoreni iznos financiranja
1.000.000 HRK

PTSP je teški poremećaj koji značajno pogoršava normalno funkcioniranje i kvalitetu života bolesnika, kao i njihovih obitelji. Stoga je razumijevanje molekularne podloge PTSP-a iznimno važno. Još uvijek nisu poznati točni biološki čimbenici povezani s osjetljivošću ili otpornošću za razvoj PTSP-a nakon izlaganja traumi ili epigenetski mehanizmi koji su u podlozi PTSP-a.

Glikozilacija proteina je složen proces posredovan s 5-10% humanog genoma, koji rezultira formiranjem specifičnih glikana koji značajno utječu na strukturu i funkciju proteina. Struktura glikana je utjecana finim ugađanjem genetičkih polimorfizama, regulacijom genske ekspresije, epigenetskom regulacijom, posttranslacijskim modifikacijama i aktivnošću odgovarajućih proteina. N-glikozilacija utječe na većinu proteina uključenih u staničnu diferencijaciju, prijenos signala i unutarstaničnu komunikaciju. To je posttranslacijska modifikacija, enzimatski proces koji rezultira stvaranjem šećernih struktura povezanih s proteinima i lipidima. Glikanski dijelovi proteina imaju različite strukturne i funkcionalne uloge. Glikani su definirani kompleksnim i dinamičkim interakcijama gena i okoline, dok epigenetski čimbenici mijenjaju glikane i olakšavaju adaptivne procese na izazove iz okoline. Zbog specifičnih kombinacija polimorfizama zamjene jedne baze i nekih mutacija, postoji velika varijabilnost u kompoziciji glikoma individue. Neke od tih kombinacija mogu rezultirati aberantnom glikozilacijom koja je pronađena u ljudskim bolestima izazvanim genetičkim defektima u N-glikozilacijskim putevima.

Pravilna glikozilacija je neophodna u raznim procesima u zdravlju i bolesti. Postoje izvješća o kliničkom značaju promijenjenih uzoraka glikozilacije u raznovrsnim fiziološkim procesima i poremećajima. Novi podaci su otkrili promjene u glikozilaciji u neuropsihijatrijskim bolestima, tj. u  bolestima središnjeg živčanog sustava djece i odraslih. Osim promijenjene glikozilacije u ADHD-u, povećanja ili smanjenja glikana, glikoproteina, proteina, gena i enzima povezanih s glikanima pronađena su i u Alzheimerovoj bolesti, autizmu, multiploj sklerozi, idiopatskom hidrocefalusu s normalnim tlakom i u shizofreniji.

Napredak u razumijevanju glikanskih funkcija i struktura može ponuditi nove biomarkere PTSP-a. Cilj predloženog projekta je istražiti povezanost između genetskih, epigenetskih i glikomskih mehanizama odgovornih za otpornost ili ranjivost na razvoj PTSP-a nakon izlaganja traumatskom iskustvu.

Specifični ciljevi projekta su:

  1. određivanje N-glikana u plazmi i IgG-u bolesnika s PTSP-om i odgovarajućih kontrolnih ispitanika;
  2. potvrda specifičnih polimorfizama odabranih gena koji reguliraju glikozilaciju proteina, određenih putem GWAS studija, u bolesnika s PTSP-om i odgovarajućih kontrolnih ispitanika;
  3. procjena utjecaja epigenetske regulacije i ekspresije gena HNF1A na glikozilaciju proteina u bolesnika s PTSP-om i odgovarajućih kontrolnih ispitanika.

Rezultati GWAS studija kombiniranih s metodama visoke djelotvornosti, kao što su analize fluorescentno obilježenih glikana, pokazali su da su geni B3GAT1, SLC9A9, MGA5, FUT8, FUT3/FUT6 i HNF1A povezani s glikozilacijom u zdravih osoba iz Hrvatske. Određivanje plazmatskih i IgG N-glikana u PTSP-u, dodatno korigiranih za mogući genetski i epigenetski utjecaj, poboljšat će naše razumijevanje biološke osnove PTSP-a.

Ovakav pristup će ponuditi integraciju i razumijevanje multidimenzionalnih baza podataka i identificirati nove biomarkere PTSP-a, kao i nove mete i nove strategije u prevenciji razvoja PTSP-a nakon izlaganja traumi ili u terapijskoj intervenciji u PTSP-u. Identifikacija i validacija promijenjeno reguliranih gena i epigenetskih utjecaja koji moduliraju glikozilaciju će poboljšati naše razumijevanje molekularnih mehanizama odgovornih za razvoj PTSP-a, istražiti genetičke i epigenetske mehanizme glikozilacije u osoba s PTSP-om i njihovu ulogu u razvoju, progresiji i liječenju bolesti nakon traumatskog iskustva, i poboljšat će dijagnostičke i ponuditi nove terapijske strategije, fokusirajući se na prevenciju razvoja PTSP-a nakon izlaganja traumi.

Metode

Dijagnoza PTSP-a će se postaviti prema Dijagnostičkom i statističkom priručniku za mentalne poremećaje, 4. izdanje (DSM-IV) koristeći Strukturirani klinički intervju za DSM-IV (SCID) i dodatne upitnike. Studija će uključiti samo muške ispitanike s PTSP-om (N=350) koji ne primaju terapiju lijekovima i koji će biti prikupljeni u Klinici za psihijatriju Vrapče. Kriteriji za isključivanje iz studije će biti: trenutno prisutna terapija lijekovima, zloporaba droga, ovisnost o alkoholu ili patofiziološke promjene na jetri poput fibroze, skleroze, ciroze i maligne bolesti jetre (alkoholna jetrena ciroza, alkoholna jetrena fibroza i skleroza te hepatocelularni karcinom), shizofrenija, adultni ADHD, Alzheimerova bolest.

Odgovarajući kontrolni ispitanici će biti 350 zdravih muškaraca koji nisu u rodu i ne primaju terapiju lijekovima. Ispitanici će biti prikupljeni u Klinici za psihijatriju Vrapče za vrijeme redovnih pregleda, a njihova evaluacija će biti napravljena korištenjem psihijatrijskog intervjua i dodatnih upitnika. Istovremeno će se izvršiti uzorkovanje pacijenata s PTSP-om i odgovarajućih kontrolnih ispitanika. Kod kontrolnih ispitanika će se također provjeriti jesu li, prema DSM-IV i MKB-10 kriterijima, prisutni: PTSP, ovisnost o alkoholu, shizofrenija, adultni ADHD, Alzheimerova bolest ili patofiziološke promjene na jetri poput fibroze, skleroze, ciroze i maligne bolesti jetre.

Svih 700 ispitanika će biti etnički homogena skupina bijelaca hrvatskog porijekla. Određivanje N-glikana i genotipizacija obzirom na odabrane polimorfizme vezane za promijenjenu glikozilaciju provest će se kod svih ispitanika, dok će se epigenetske modifikacije gena HNF1A analizirati kod 200 ispitanika (100 izabranih ispitanika s PTSP-om i 100 zdravih kontrolnih ispitanika).

Ovakav pristup će ponuditi integraciju i razumijevanje multidimenzionalnih baza podataka i identificirati nove biomarkere PTSP-a, kao i nove mete i nove strategije u prevenciji razvoja PTSP-a nakon izlaganja traumi ili u terapijskoj intervenciji u PTSP-u.
Predloženi projekt će prevesti dostignuća u bazičnoj znanosti u kliničku primjenu i istražiti vezu između genetičkih, epigenetskih i glikomskih mehanizama u razvoju i progresiji PTSP-a. Identifikacija i validacija promijenjenih gena i epigenetskih utjecaja koji moduliraju glikozilaciju će poboljšati naše razumijevanje molekularnih mehanizama odgovornih za razvoj PTSP-a i poboljšat će dijagnostičke i ponuditi nove terapijske strategije, fokusirajući se na prevenciju razvoja PTSP-a nakon izlaganja traumi. Ovaj projekt cilja istražiti genetičke i epigenetske mehanizme glikozilacije u osoba s PTSP-om i njihovu ulogu u razvoju, progresiji i liječenju bolesti nakon traumatskog iskustva.

Ovaj projekt će utvrditi interakcije između glikomskih i genetičkih promjena i utjecaja epigenetskih modifikacija HNF1A na glikozilaciju proteina, te istražiti mogu li se te promjene povezati s razvojem PTSP-a nakon traumatskog iskustva. Predloženi projekt je značajan i inovativan jer će poboljšati sadašnja vrhunska biološka istraživanja u PTSP-u na nekoliko načina. Naime, projekt: a) uključuje veliki broj bolesnika koji su bili izloženi sličnom traumatskom iskustvu i odgovarajuće kontrolne ispitanike (N=700), b) koristi detaljne dijagnostičke kriterije i c) uključuje nove kompleksne glikomske, glikoproteomske, genomske, epigenetske i genetičke tehnike. Dodatno, preko identifikacija optimalnih biomarkera i ekstenzivnih glikomskih, genetičkih i epigenetskih studija, projekt će utvrditi genomske i glikomske biomarkere koji predstavljaju povećani rizik za razvoj PTSP-a, a ti markeri mogu omogućiti razvoj ciljanih optimiziranih personaliziranih terapijskih pristupa i ranih intervencija za sprječavanje razvoja PTSP-a.

Glavni istraživač / voditelj

Nela Pivac, dr sc, znanstveni savjetnik u trajnom zvanju, izvanredni profesor

znanstveni savjetnik u trajnom zvanju; izvanredni rofesor +385 1 457 1207
nema

Ostali suradnici
  • Dubravka  Švob  Štrac, Institut Ruđer Bošković, Zagreb
  • Gordana Nedić Erjavec, Institut Ruđer Bošković, Zagreb
  • Matea Nikolac Perković, Institut Ruđer Bošković, Zagreb
  • Suzana Uzun,  Klinika za psihijatriju Vrapče, Zagreb
  • Oliver Kozumplik, Klinika za psihijatriju Vrapče, Zagreb
Najnoviji radovi ZMM-a