Těsně před infarktem Jak předpovědět infarkt pomocí informatických metod Jan Kalina, Marie Tomečková
Program, osnova sdělení 13,30 Úvod 13,35 Stručně o ateroskleróze 14,15 Měření genových expresí 14,00 Přestávka 14,45 Přestávka 15,00 Podpora rozhodování ke stanovení dg IM 15,45 Jak se vyhnout infarktu 15,30 Přestávka 16,30 17,00 Diskuse 16,15 Přestávka
Úvodem AV, ÚI AV ČR EuroMISE centrum CBI - Centrum biomedicínské informatiky
Oblast věd o neživé přírodě 1. Sekce matematiky, fyziky a informatiky 6 ústavů mj. Ústav informatiky AV ČR 2. Sekce aplikované fyziky 3. Sekce věd o Zemi
Ústav informatiky AV ČR Pod vodárenskou věží 2, 182 07 Praha 8 Činnost ústavu je zaměřena zejména na teoretické a aplikační oblasti informatiky, umělé inteligence a výpočetní matematiky: 1. logické a pravděpodobnostní základy informatiky 2. metody aplikované lineární algebry 3. teorie a aplikace umělých neuronových sítí 1. biomedicínská informatika, biomedicínská statistika, epidemiologie, genetika, kardiologie
EuroMISE Centrum European Centre of Medical Informatics Statistics Epidemiology Vědecko-výzkumné a pedagogické pracoviště Vzniklo v roce 1994 jako společné pracoviště AV a UK s podporou zahraničních pracovišť a projektů
Centrum biomedicínské informatiky - CBI Projekt 1M06014 MŠMT ČR na období 2006-2011 Cíl práce Centra v oblasti molekularní genetiky: vyvinutí a ověření protokolu pro přípravu oligonukleotidového čipu optimální sestava genů pro diagnostiku a prognózu kardiovaskulárních onemocnění
Kardiovaskulární onemocnění Onemocnění srdce a cév Onemocnění cév srdce a mozku - srdeční infarkt - mozková mrtvice Nejčastější příčina = ateroskleróza
Stručně o ateroskleróze Co je ateroskleróza, závažnost onemocnění Jak se ateroskleróza projevuje Několik základních pojmů z genetiky
Ateroskleróza je komplikované onemocnění tepen celého organizmu je to dynamický proces, který začíná v dětství a pokračuje celý život vzniká vzájemným působením genetického základu jedince a vlivů zevního prostředí názory na proces vzniku onemocnění a na jeho rozvoj a zhoršování se stále vyvíjejí zánětlivě-degenerativní onemocnění důležité existují tzv. rizikové faktory a faktory ochranné
Projevy aterosklerózy podle postižení určitého orgánu ischemická choroba srdeční srdeční angína (angina pectoris), srdeční infarkt (infarkt myokardu), srdeční selhání, poruchy rytmu (arytmie) cévní onemocnění mozku mozková mrtvice (iktus), přechodné nedokrvení mozku (TIA tranzitorní ischemická ataka) ischemická choroba dolních končetin občasné kulhání (klaudikace) ledvinné selhání další orgány např. oko
Jak se ateroskleróza projevuje
Ateroskleróza závažnost onemocnění V průmyslově rozvinutých zemích jsou její komplikace, zejm. ischemická choroba srdeční, stále hlavní příčinou nemocnosti a úmrtnosti, a to jak u mužů, tak u žen Ischemická choroba srdeční je v České republice nejčastější příčinou úmrtí. Má na svědomí 55% úmrtí ročně. Je příčinou každého druhého úmrtí u mužů. Onemocnění má důsledky celospolečenské Zdravotní Sociálně-ekonomické Ovlivňuje kvalitu života nejen postiženého, ale i jeho rodiny, spolupracovníků..
Ateroskleróza Výdaje na zdravotní péči v ČR 2009 (v eurech - zaokrouhleno) primární péče ambulantní péče nemocniční péče léky na 1 pacienta KVO ICHS CMP 66 tisíc 149 tisíc 826 tisíc 494 tisíce 150 17 tisíc 38 tisíc 144 tisíc 66 tisíc 26 12 tisíc 28 tisíc 284 tisíc 21 tisíc 34 European Cardiovascular Disease Statistics 2012 Http://www.healtheurope.org
Genetika, genomika, Genetika je věda, která se zabývá studiem jednotlivých genů a jejich významu pro dědičnost Genetika má řadu podoborů, např. molekulární genetika, onkogenetika, klinická genetika, atd. Genomika je biologický obor, jehož úkolem je studium vlastností genomu souhrnu genů - jako celku zabývá se především studiem komplexních onemocnění, u nichž se předpokládá účast většího počtu genů a faktorů životního prostředí (např. kardiovaskulární či nádorová onemocnění)
Genetika několik základních pojmů (1) Genetika věda o dědičnosti a proměnlivosti organizmů Dědičnost schopnost živých jedinců předávat potomkům určité znaky, které určují daný druh Genetické informace informace, podle kterých si živé organizmy vytvářejí své charakteristické tvarové i funkční vlastnosti Diagnostika geneticky podmíněných onemocnění Genové inženýrství, genová terapie
Genetika několik základních pojmů (2) Gen vloha - molekulární nositel genetické informace, může se vyskytovat v různých formách alelách Genom soubor všech genů daného organizmu lidský genom má asi 23 000 genů
Genetika několik základních pojmů (3) Genotyp soubor všech alel forem genu - v buňce daného jedince Fenotyp soubor morfologických a funkčních znaků daného jedince, vytváří se vlivem prostředí na genetický základ jedince
Genetika několik základních pojmů (4) Chromozomy specifická barvitelná buněčná struktura přítomná v jádře. Skládá se z DNA a histonů Karyotyp soubor všech chromozomů v jádru buňky Člověk: 22 párů autozomů (somatické chr.) - oba párové autozomy obsahují genetickou informaci, která podmiňuje vznik stejných znaků + 1 pár gonozomů (pohlavní chr.) X, Y
Deoxyribonukleová kyselina DNA - je základním genetickým materiálem organismů, - slouží k uchování genetické informace, - je obsažena v jádrech, resp. v chromozomech všech eukaryotických buněk
Deoxyribonukleová kyselina 2 polynukleotidové řetězce Cukerná složka deoxyribóza + dusíkaté báze purinové adenin, guanin pyrimidinové cytosin, thymin Páruje se A+T a C+G
Chromozom jaderná substance - skládá se z DNA a histonů
Nukleozom Základní jednotka chromozomu šedě DNA barevně uvnitř histony Wikimedia Commons
Replikace DNA přenos informace z DNA do DNA - semikonzervativní proces nově vzniklá dvoušroubovice má vždy jedno vlákno původní a druhé vlákno nově syntetizované
Transkripce přepis genetické informace z DNA do molekuly RNA probíhá v buněčném jádře transkripce je enzymatický proces, kdy je jako enzym využívána RNA polymeráza (DNA-dependentní RNApolymerasa)
Translace neboli proteosyntéza překlad nukleotidové sekvence mrna do sekvence aminokyselin proteinu probíhá na ribosomech (tvorbě cytoplazmatických proteinů, např. enzymů (enzymy, atd.)a jednotlivé aminokyseliny jsou zařazovány podle pravidel genetického kódu.
Ribonukleová kyselina - RNA zajišťuje přenos genetické informace z DNA do struktury bílkovin v organismech je přítomna v několika typech: mrna (mediátorová, messenger RNA) obsahuje přepis informací z DNA o primární struktuře bílkovinné molekuly, je matricí pro syntézu bílkovin vlastní kódující RNA
Ribonukleová kyselina - RNA Některé další typy RNA: rrna (ribozomová RNA) je součástí ribozomů, v nichž probíhá proteosyntéza trna (transferová RNA) přenáší aminokyseliny z cytoplazmy na místo syntézy bílkovin (ribozomy), kde jsou spojovány do polypeptidickych řetězců pro každou aminokyselinu existuje alespoň jedna trna mirna (microrna) reguluje expresi některých genů
Proteosyntéza proces, ve kterém se tvoří bílkoviny Dva kroky: 1: přepis (transkripce) genetického kódu DNA do RNA 2: překlad (translace) kódu z RNA a tvorba bílkovin Transkripce probíhá v buněčném jádru a translace na ribozomech endoplazmatické retikulum (s ribozomy) je specializováno pro tvorbu transmembránových proteinů (různé iontové kanály či receptory) nebo proteinů, které se zabudují do vnitřku membrán (sekreční granula, lysozomy) volné ribozomy se podílejí především na tvorbě cytoplazmatických proteinů (enzymy, atd.)
Exprese genu Genom (souhrn všech genů organizmu) v něm nejsou všechny geny v daný okamžik činné činné jen ty geny, které jsou v daný okamžik pro organizmus potřebné Exprese genu exprimující gen v daném okamžiku kóduje syntézu potřebného proteinu prostřednictvím tohoto proteinu je realizována funkce orgánu
vědní podobor genetiky Epigenetika zkoumá změny v genové expresi, které nejsou způsobeny změnou nukleotidové sekvence DNA vystavení vnějším podmínkám (např. životní styl, životní prostředí, stres, výživa) může vyvolat biochemické změny, které ve svém důsledku určují expresi genů - zda se mají geny projevit a jak moc se mají projevit
Epigenetika Metylace DNA vliv na diferenciaci buněk je spojena s inaktivací genu Hypometylace DNA vede ke genomové nestabilitě a k dalším genetickým změnám Změny metylace jsou také spojeny s maligním procesem a jsou i průvodním jevem stárnutí