velikost textu

Mutation Screening in Familial Cardiovascular Diseases

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Mutation Screening in Familial Cardiovascular Diseases
Název v češtině:
Mutační screening u familiárních kardiovaskulárních onemocnění
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Pavel Čapek, Ph.D.
Školitel:
prof. MUDr. Radim Brdička, DrSc.
Oponenti:
prof. MUDr. Pavel Gregor, DrSc.
doc. MUDr. Alice Baxová, CSc.
Id práce:
87802
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra antropologie a genetiky člověka (31-110)
Program studia:
Antropologie a genetika člověka (P1525)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
22. 11. 2012
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt Úvod: Hypertrofická kardiomyopatie je vrozené srdeční onemocnění s autozomálně dominantním typem dědičnosti a neúplnou penetrancí. Se znalostí odpovědných genů, schopností detekovat genetické změny, které jsou podkladem vzniku tohoto onemocnění, a studiem funkční analýzy defektních proteinů, můžeme stanovit, zda konkrétní genotypy vedou ke vzniku odlišných fenotypových projevů hypertrofické kardiomyopatie. Cíle práce: Analyzovat mechanismy vzniku hypertrofické kardiomyopatie u českých pacientů postižených tímto onemocněním z molekulárně genetického hlediska (geny MYH7, TNNT2), až po funkční analýzu 3D molekulárního modelu defektního proteinu těžkého řetězce β-myosinu in silico. Dalším cílem práce bylo studium možnosti snížení tvorby zánětlivých agregátů v kardiovaskulárním systému u pacientů s diabetem mellitem 2. typu. Studie prověřovala možnosti terapeutického ovlivnění vybraných kardiovaskulárních rizik u pacientů s hypertrofickou kardiomyopatií, současně trpících diabetem mellitem 2. typu. Obě tyto skupiny pacientů jsou ohroženy podstatně vyšším rizikem vzniku kardiovaskulárních onemocnění vzhledem k vývoji předčasné aterosklerózy. Materiál a metody: Do studie genu MYH7 bylo zařazeno 170 probandů. Vzorky DNA těchto jedinců byly podrobeny mutačnímu screeningu (PCR, sekvenční analýza) specifických funkčních oblastí genu MYH7, které jsou spojovány se vznikem hypertrofické kardiomyopatie. Pomocí rentgenové struktury myosinu S1 hřebenatky, který sloužil jako strukturální templát, byl následně vytvořen 3D model lidského těžkého řetězce β-myosinu. Byla vytvořena de novo predikce struktury dvou krátkých peptidů (mutantní a divoké varianty) úseku těžkého řetězce β-myosinu. Do studie genu TNNT2 bylo zařazeno 181 probandů. DNA vzorky těchto jedinců byly genotypovány (PCR, sekvenční analýza) ve specifických vazebných oblastech genu TNNT2, které mohou mít vliv na vývoj hypertrofické kardiomyopatie. Soubor použitý pro testování účinků rosiglitazonu byl tvořen 33 pacienty s diabetem mellitem 2. typu a 32 zdravými kontrolami. Exprese leukocytárních markerů byla měřena imunofluorescenční metodou pomocí jednostupňového barvení monoklonálními protilátkami. Fluorescence byla kvantifikována průtokovou cytometrií. Výsledky: Mutačním screeningem specifických vazebných a funkčních oblastí genů MYH7 a TNNT2 byly nalezeny tři sekvenční záměny u třech nepříbuzných pacientů. Mutace Asp778Val byla objevena u pacienta s těžkou formou hypertrofické kardiomyopatie. Tato změna byla vybrána pro následnou 3D molekulární modelaci in silico. Asp778Val nemění pouze charakter interakčních vlastností s ostatními aminokyselinami nebo ionty, ale valin, coby malá hydrofobní aminokyselina, může zcela pozměnit stabilitu celé oblasti. Tato mutace může změnit dynamiku a flexibilitu dlouhé helikální části těžkého řetězce β-myosinu. Ve studii s diabetickými pacienty byla významně zvýšena leukocytární exprese uPAR a PSGL-1 ve srovnání s kontrolním souborem. Leukocyto-trombocytární agregáty, exprese uPAR a PSGL-1 po léčbě rosiglitazonem významně poklesly. Závěr: Umístění mutací v genech MYH7/TNNT2 a tedy následné změny ve složení sekvence aminokyselin může mít zásadní negativní dopad na mechanismus vývoje hypertrofické kardiomyopatie. Mutace, které mají za následek změnu vlastností (náboje) aminokyseliny, mají pravděpodobně větší vliv na funkci proteinů než konzervativní mutace. Ve studii s rosiglitazonem jsme po léčbě pozorovali významný pokles exprese trombogenních markerů na leukocytech, předpokládáme tedy, že rosiglitazon vede ke snížení rizika aterotrombotických komplikací.
Abstract v angličtině:
Abstract Introduction: Hypertrophic cardiomyopathy is a congenital cardiac disease with autosomal dominant pattern of inheritance and incomplete penetrance. With the knowledge of the responsible genes, the ability to detect the underlying genetic change and with the study of functional analysis of defected protein, we might be able to determine whether specific genotypes lead to different phenotypes. Aims of Study: To comprehensively analyze the mechanism of genesis of hypertrophic cardiomyopathy in Czech patients afflicted with this disorder from molecular genetic point of view (MYH7, TNNT2 gene) to functional analysis of the 3D molecular model of defected β- myosin heavy chain protein in silico. Beside these aims of the study, the reduction of production of inflammatory aggregates in the cardiovascular system was studied in patients with type 2 diabetes mellitus. The reason of this study was to look into possibilities of therapeutical effect on selected cardiovascular risks in patients with hypertrophic cardiomyopathy simultaneously suffering from type 2 diabetes mellitus. Both of these groups of patients have substantially increased risk of cardiovascular diseases due to development of premature atherosclerosis. Material and Methods: A total of 170 probands were enrolled in this study of MYH7 gene. DNA samples were analyzed (PCR, sequence analysis) for mutations in the specific functional regions of MYH7. The 3D model of human β-MHC was built using the X-ray structure of nucleotide-free scallop myosin S1 as the structural template. De novo structure prediction of two peptides (mutant and wild type variant) spanning the 769– 7 88 region of the β-MHC were performed. A total of 181 probands were enrolled in the study of TNNT2 gene. DNA samples were genotyped (PCR, sequence analysis) for mutations in the specific binding regions of TNNT2 gene. The study with rosiglitazone included 33 patients with type 2 diabetes mellitus and 32 normal controls. The expression of leukocyte markers was measured by an immunofluorescence method using single-step staining with monoclonal antibodies. The fluorescence was quantified by the flow cytometry. Results: The Asp778Val amino acid alteration was found in patient with severe form of hypertrophic cardiomyopathy. This variation was chosen for subsequent 3D molecular modeling in silico. The mutation of the Asp by Val not only changes the character of the interaction pattern with other amino acids or ions but Val being a small hydrophobic amino acid can completely change the stability of the region. We hypothesize that it can change the dynamics and flexibility of the long helical part or it can modify its interaction property. In the study with diabetic patients leukocyte expression of uPAR and PSGL-1 was significantly higher in patients than in controls. Leukocyte-platelet aggregates and uPAR and PSGL-1 expression significantly decreased after rosiglitazone treatment. Conclusion: The mutation location in the MYH7/TNNT2 genes and therefore changes in amino acid composition may have crucial negative impact on the disease outcome in patients with hypertrophic cardiomyopathy. In addition, a mutation that changes the charge of the amino acid is more likely to affect protein function than a conservative mutation. In the rosiglitazone study we observed substantial lowering of the expression of thrombogenic markers on leukocytes after the treatment, suggesting that rosiglitazone leads to the reduction of atherothrombotic complications.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Pavel Čapek, Ph.D. 320 kB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Pavel Čapek, Ph.D. 2.8 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Pavel Čapek, Ph.D. 83 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Pavel Čapek, Ph.D. 35 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. MUDr. Pavel Gregor, DrSc. 273 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. Alice Baxová, CSc. 2.08 MB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 713 kB