České experimentální modely a hledání genů metabolického syndromu

Časopis Nature Genetics otiskl výsledky rozsáhlé studie, v rámci které se týmy z České republiky, Německa, Británie a USA zaměřily na hledání genů predisponujících k rozvoji metabolického syndromu. Vědci použili unikátní modelovou sadu rekombinantních inbredních kmenů laboratorního potkana…

V březnovém čísle Nature Genetics byly otištěny výsledky rozsáhlé mezinárodní studie, v rámci které se týmy z České republiky, Německa, Velké Británie a USA zaměřily na hledání genů predisponujících k rozvoji metabolického syndromu.

Vědci pro tento účel použili unikátní modelovou sadu rekombinantních inbredních kmenů laboratorního potkana, kterou vytvořili prof.MUDr. Vladimír Křen, DrSc. z 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a ing. Michal Pravenec, DrSc. z Fyziologického ústavu Akademie věd České republiky.

Pomocí kombinace klasické vazebné analýzy a globálního profilování genové exprese se podařilo identifikovat 73 genů, důležitých zejména pro patogenezi hypertenze.

Metabolický syndrom je multifaktoriální onemocnění, které je charakterizováno současným nálezem inzulínové rezistence, obezity, dyslipidémie (zvýšená hladina triacylglycerolů, malých denzních LDL částic a snížený HDL cholesterol) a často i hypertenze.

Prevalence tohoto syndromu v průmyslově vyspělých zemích se počítá v desítkách procent dospělé populace a stále stoupá.

Ačkoli je z doposud nashromáděných dat jasné, že metabolický syndrom má poměrně podstatnou genetickou složku, její zkoumání je v obecné lidské populaci obtížné.

Proto se v biomedicínském výzkumu často využívají geneticky definované modely, z savců nejčastěji myš a potkan, u kterých spolu s člověkem máme k dispozici kompletní sekvenci DNA.

Sada 30 rekombinantních inbredních kmenů vznikla v osmdesátých letech minulého století na Ústavu biologie a lékařské genetiky 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Fyziologickém ústavu Akademie věd České republiky.

Jedním z výchozích kmenů byl spontánně hypertenzní kmen potkana, celosvětově nejužívanější model esenciální hypertenze.

Od té doby byl tento soubor využita v několika desítkách mezinárodních studií zabývajících se genetikou komplexních znaků, a to nejen kardiovaskulárních a metabolických onemocnění, ale např. i vývoje končetin a stresu (behaviorální studie). Dodnes je jednou z nejrozsáhlejších modelových sestav svého druhu na světě.

Zmíněná práce se v prvé fázi zaměřila na zjištění exprese téměř 16000 genů v ledvinách a tukové tkáni každého z rekombinantních inbredních kmenů pomocí technologie RNA čipů (microarray).

Dohromady bylo provedeno 259 individuálních hybridizací (což při přibližné ceně 1000 amerických dolarů na čip dává tušit velkorysost celé studie).

Informace o genové expresi byly dále zkombinovány s daty o gentoypu jednotlivých kmenů pomocí klasické metody vazebné analýzy, aby bylo možné zjistit, které oblasti genomu ovlivňují expresi jednotlivých genů.

ODKAZY NA STUDII:
Nature Genetics – editorial

Nature Genetics – článek

Daily Telegraph

Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) – tiskové prohlášení

Bylo nalezeno několik tisíc takových regulačních míst, přičemž složitost genetické složky metabolického syndromu potvrdilo zjištění, že exprese 657 genů souvisí s více než dvěma regulátory.

V druhé fázi studie autoři metodou srovnávacího (komparativního) mapování vybrali z celé sady regulačních oblastí ty, které patří u potkana i člověka k dříve identifikovaným místům v genomu souvisejícím s ovlivněním krevního tlaku.

Tak byla identifikována skupina 73 genů, které jsou nejvíce relevantní z hlediska genetické determinace hypertenze.

Tento soubor se pravděpodobně stane východiskem pro další, detailní analýzu úlohy jeho jednotlivých členů v patogenezi vysokého krevního tlaku.

Kombinace genetické a genomické metody umožnila značný pokrok směrem k identifikaci těch genů, jejichž souvslost s výškou krevního tlaku prozatím pouze naznačovaly vazebné analýzy u člověka i modelových organismů.

To, že se jedná o vskutku ojedinělou práci, dokládá nejen editorial březnového čísla Nature Genetics, ale i mediální ohlas: o článku např. již informoval Daily Telegraph v elektronické i tištěné verzi (viz odkazy).

MUDr. Ondřej Šeda, PhD.

autor je externí spolupracovník redakce

Ohodnoťte tento článek!