KALITSAL HASTALIKLARDA

METABOLOMİK VE PROTEOMİK

Doç.Dr.Basri Gülbakan

Pediatrik Metabolizma Tanı ve Araştırma Laboratuvarı

AKADEMİK KADRO

Prof. Dr. Turgay Coşkun

Prof. Dr. Ayşegül Tokatlı

Prof. Dr. Ali Dursun

Prof. Dr. H. Serap Sivri

Prof. Dr. R. Köksal Özgül (MBG)

Doç. Dr. Basri Gülbakan (Kimya/Biyoanalitik Kimya)

Yrd.Doç. Dr. Didem Yücel (MBG)

Dr. Berrak Bilginer Gürbüz (yan dal uzmanı)

Dr. Yılmaz Yıldız (yan dal uzmanı)

Moleküler metabolizma doktora programı 6 öğrenci

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİPEDİATRİK METABOLİZMA BD

Çocuk Metabolizma

Kliniği

İleri Kimya

Laboratuvarı

İlk kademe genetik testler

İleri Genetik

Laboratuvarı

İlk kademe biyokimyasal

testler

METABOLİK YOLAKLAR

KALITSAL METABOLİK HASTALIKLAR VE TÜRKİYE

Bazı metabolik hastalıkların görülme sıklığı• PKU

• 1/4500 (1986) (Hacettepe Universitesi)• 1/5158 (2009) (Sağlık Bakanlığı)• 1/6228 (2014) (Sağlık Bakanlığı)

2017: PKU: 26; HPA:115

Biotinidaz eksikliği• 1/11.000 (Hacettepe Universitesi)• 1/6952 (2009) (Hacettepe Universitesi)• 1/7116 (2014) (Hacettepe Universitesi)

2017: 107

• Diğerleri….?

• 270 milyon TL- 2015’te kalıtsal metabolikhastalıkların tedavisine harcanan para-Sağlık bakanlığı verileri

PKU UCD MPS IV

KALITSAL METABOLİK HASTALIKLARA YAKLAŞIM1. Fizik muayene ve metabolik hastalık şüphesi???

2. Birinci basamak biyokimyasal testler, metabolik testler (organik asit tandem MS), radyolojik testler. Bilinen metabolik hastalık mı ?

3. Spesifik metabolik testler (enzim aktivite ölçümü, VLCFA, NMR, genetik analiz)• Allelik heterojenite• Tanımlanmış çok nadir hastalık• Genetik (lokus) heterojenitesi• Polisemptomatik ya da nadir bir hastalığın monosemptomatolojisi ya da

beklenmedik bulguları• Tanımlanmamış yeni bir hastalık

4. Tüm ekzom dizi analizi• Tanımlanmış çok nadir Hastalık ? (KIF1C, MTO1, GNAL)• Tanımlanmış fenotip/gen ilişkisi kurulmamış (MAK-retinitis pigmentoza)• Tanımlanmamış fenotip/gen ilişkisi kurulmamış (MBOAT7, VP33A, Ap3B2, Dursun

sendromu, MPS+ sendromu)

Tamamlayıcı omik analizler ve fonksiyonel çalışmalar

30000 gen 100 000 transkript 1 000 000 protein25000

metabolit

GENOTİP FENOTİP

NEDEN TAMAMLAYICI OMİK VE FONKSİYONEL

ANALİZLER?

NEDEN TAMAMLAYICI OMİK VE FONKSİYONEL ANALİZLER?

• WES başarı oranı= %49-69

• 700 tanımlı IEM ama 30000 gen var

• Geni bulduk ama işlevi nedir?

• Hangi yolaklar etkileniyor?

• Hangi proteinler değişim gösteriyor?

• Son ürün olarak hangi moleküller biyobelirteç olabilir?

• Hücrede hangi fonsiyonlar bozuluyor?

Bilinen metabolik hastalıklar için yeni

metabolomik yaklaşım: PKU

Courtesy of Ron Wevers , RADBOUD UNIVERSITY, unpublished data, personal communication

Tamamlayıcı Omik ve Fonksiyonel analizler

• MSUD= 28

• LPI=32

• PPA=40

• MMA=45

• GA=30

• MD= 15

• CDG= 12

• LSD= 25

• Bilinmeyen= 30

Plazma

Serum

İdrar

FB

Guthrie

AP3P2Adaptor proteins

(Epileptic encephalopathy,

severe MMR,

Severe hypotonia)

KIF1C (motor

protein)

(Spastic

paraplegia)

SNX14 (coarse face and cerebellar atrophy)

FBX07 (juvenile parkinsonism)

VPS proteins (typical sfingolipidosis storage defects

(tethering and fusion proteins )

Phosphoinositides (Growth retardation , atypical face specific MR Findings)

VEZİKÜLER TRAFİK BOZUKLUKLARI

MBOAT7, VAC14

VEZİKÜLER TRAFİK BOZUKLUĞU OLAN HASTALARDA

METABOLOMİK

• Hastalarının periferik kan

örneklerinde ayırıcı tanı için bir

biyobelirteç bulabilirmiyiz?

• Lands yolağı gen defektinden

nasıl etkileniyor?

• Gen defekti otofajii-lizozom

yolağı nasıl etkileniyor?

116S377- Tübitak 1001

118S427- Tübitak 1001

HEDEFSİZ METABOLOMİK-ÖZET

Otozomal Resesif Konjenital İktiyoz

HACETTEPE BAP

İnhibitörler ile yolakların

derinlikli analizi

Gazi- Eczacılık- BİR SONRAKİ

AŞAMA

1. Tek bir hasta örneğinden çok kapsamlı metabolik

profilleme

2. Bilinen hastalıklarda yeni belirteçlerin keşfi, tedavi

yanıtının izlenmesi

3. Yeni tanımlanan hastalıklarda WES’i tamamlayıcı ve

hastalık patolojisinin daha iyi anlaşılması

4. En büyük avantajı tek hasta bireyden sonuç vermeye

imkan vermesi

Test başı: 5000 $

Nadir Metabolik Hastalıklarda Proteomik

AML Hücre yüzey belirteçlerinin belirlenmesi için

aptamer temelli proteomik metodoloji geliştirilmesi

apto: “to fit”

mer: “smallest unit of repeating structure”

Aptamerler

Aptamers are 15-80 BASE LONG

DNA/RNA single stranded and folded

oligonucleotides that bind to molecular

targets with high affinity and specificity akin

to antibodies.

Kanser aptamerleri: Cell-SELEX

> 500 yüksek

kalitede aptamer

> 20 kanser için

mevcut

20 different high quality

aptamers exist for acute

myeloid leukemia

Klinik ve araştırma soruları

Adults:

- acute myeloid leukemia (AML)

80%

- acute lymphoblastic

leukemia (ALL) 20%

- Childhood

-acute myeloid leukemia (AML)

80%

- acute lymphoblastic

leukemia (ALL) 20%

• Aptamerler klinik

fenotiplemede kullanılabilir

mi?

• Aptamerler kullanılarak

AML-özgü yeni hücre yüzey

proteinler kullanılabilir mi?

• Bu yüzey proteinlerinin

AML patogenezi ile ilişkisi

nedir?

TÜBİTAK 1001-

117S275

Hücre yüzey belirteçlerinin belirlenmesi için aptamer temelli

proteomik

BİLİNEN METABOLİK HASTALIKLARA HASTABAŞI TANI

YÖNTEMLERİ-PKU ÖRNEĞİ

1003- 118S047

Memed Duman-HÜ-Nanoteknoloji

Çağlar Elbüken-Bilkent UNAM

Ali Dursun-HÜ Pediatri

Pelin Kazancı Y Lisans Tezi,

2018

22 mg/dL

10 mg/dL

4 mg/dL

0 mg/dL

phenazine methosulfatenitrobluetetrazolium

Science 14 Sep 2018:Vol. 361, Issue 6407, pp. 1122-1126DOI: 10.1126/science.aat7992

BİLİNEN METABOLİK HASTALIKLARA HASTABAŞI TANI

YÖNTEMLERİ-PKU ÖRNEĞİ

KALITSAL METABOLİK HASTALIKLARDA

HACETTEPE NEREDE??

• Klinik- Tartışmasız Lider

• Genetik araştırmalar- Dünya

ile yarışır durumda

• Tamamlayıcı omik

araştırmalar- fonksiyonel

çalışmalar- model organizma

çalışmaları

GELECEK 10 YIL

Economics

TEŞEKKÜRLER

• TÜBİTAK- BAP

• BBMRI

• HÜTF-Çocuk Metabolizma

• HÜTF-Çocuk Romatoloji

• HÜ-Kimya

• HÜTF-Kök Hücre Merkezi

• HÜTF-Tıbbi Biyoloji

• HÜ-Nanoteknoloji NanoTıp

• Gazi-Eczacılık

• HÜ-Eczacılık