Фазы детоксикации

Фаза 1

Несинтетические реакции

(пролекарство – лекарство)

Оксидазы со смешанной функцией

Реакции восстановления и гидролиза

Фаза II

Синтетические реакции

Коньюгация ЛС через метаболически активные радикалы (фазы I)

Возможен метаболизм ЛС только за счет ферментов Фазы I или Фазы II

 

Индукция ферментов метаболизма:

1.Фенобарбиталовый путь – активация промотора в регуляторной области гена

Аутоиндукция – сам ксенобиотик активатор фермента

2.Рифампицин-дексаметазоновый тип – взаимодействие индуктора с рецепторами-регуляторами транскрипции

3. Этаноловый тип –стабилизация молекулы фермента метаболизма путем образования комплекса с некоторыми ксенобиотиками

 

ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКИЕ:

изменение абсорбции - инотиазид – NAT2

превращение в активную форму кодеин –морфин –CYP 2D6

системные особенности метаболизма

конкуренция препаратов за фермент

индукция ферментов метаболизма

индукция/ингибирование пищевыми продуктами

ФРАМАКОДИНАМИЧЕСКИЕ:

поступление /выведение препарата из клетки

изменения в белках рецепторах

 

Биочип - упорядоченная матрица ячеек, каждая из которых

содержит молекулярный зонд (ДНК, РНК, белки, клетки)

 

- Каждая ячейка биочипа – индивидуальная реакционная пробирка

-

Ячейки биочипа содержат ДНК-зонды, способные выявлять наличие определенной ДНК в образце, находить в ней фенотипически значимые мутации (наследственные заболевания, генетическую предрасположенность у человека, лекарственную устойчивость у бактерий и т.д.)

 

На биочипе размещается несколько тысяч ячеек.

Каждая гелевая ячейка содержит уникальную пробу.

Диагностические биочипы содержат набор всех проб.

 

Преимущества биочипов:

- возможность проведения множественного параллельного анализа биологических объектов (тысячи ячеек на 1 кв. см.)

 

- миниатюрность (удобство эксплуатации, экономия реактивов и т.д.)

 

- универсальность и дешевизна производства (одна производственная схема для различных микрочипов)

 

- возможность использования в качестве иммобилизованных зондов фрагментов ДНК, РНК, белков (с сохранением ферментативных или антигенных свойств), а также живых клеток-биосенсоров

 

Выводы:

1. Чувствительность человека к экзогенным факторам в т.ч.

к лекарственным препаратам определяется состоянием и

функциональной активностью генов метаболизма

 

 

2. Основу индивидуальной чувствительности к

лекарственным препаратам составляют особенности

генетического полиморфизма

 

3. Выбор оптимальной индивидуальной дозировки

лекарства должен производиться с учетом результатов

тестирования соответствующих генов метаболизма

 

4. Технология биочипов существенно повышает

эффективность популяционных и скринирующих программ по фармакогенетике и предиктивной медицине.

 

Лекция 7

Гены «предрасположенности»- мутантные гены (аллели), совместимые с анте- и постнатальным развитием человека, приводящие в неблагоприятных условиях к различным заболеваниям.
1.Гены системы детоксикации
2.Гены рецепторы
3.Гены «триггеры» ( метаболические
шунты)
4.Гены «старения»
5.Гены иммунной защиты
6.Генные сети мультифакториальных
заболеваний

 

ГЕННАЯ СЕТЬ-
группа координированно экспрессирующихся генов, контролирующих тот или иной процесс морфогенеза или определенные функции организма в норме и в патологии

Требования к генетическому паспорту:

1.Хорошо продуманная генная сеть каждого МФ заболевания

2. Достоверные клинические и популяционные данные, подтверждающие вклад соответствующих генетических полиморфизмов в патогенез МФ заболевания

3. Адекватные математические методы оценки роли индивидуальных генов и межгенных взаимодействий в МФ заболевание

4.Взвешенная интерпретация результатов генетического тестирования наследственной предрасположенности

5.Рекомендации по результатам индивидуального генетического паспорта

6.Мониторинг отдаленных результатов состояния пациента после генетического тестирования

7. Конфиденциальность, доступность, юридическая и правовая защищенность.

Генетический паспорт - индивидуальная база ДНК-данных, отражающая уникальные генетические особенности каждого человека, его предрасположенность к тем или иным наследственным, мультифакториальным и другим заболеваниям

 

Лекция 8

“ЭПИГЕНЕТИКА”-

ветвь биологии, изучающая причинные

взаимодействия между генами и

продуктами, образующими фенотип”

 

ЭПИГЕНЕТИКА – раздел

функциональной геномики

Эпигеном –функционирующая часть

генома

 

 

2 вида информации в геноме

Генетическая (двухмерная) – закодированная в ДНК общая программа создания живого организма

Эпигенетическая (Динамическая, трехмерная) –

как, где и когда должна быть реализована генетическая информация.

Каждый вид информации обеспечен

своими системами:

Кодирования

Хранения

Передачи

 

 

• Эпиген- единица динамической памяти, имеющая не менее двух режимов работы составляющих её генов и сохраняющихся в ряду поколений

• Эпигенетическая изменчивость – изменения генной активности на клеточном уровне

• Эпигенотип – часть функционально активного генома в данном типе дифференцированных клеток

• Эпигенетические траектории- потенциально возможные пути реализации генотипа

• Эпигенетическая регуляция - наследственные и ненаследственные изменения в экспрессии конкретного гена без каких-либо изменений в его нуклеотидной последовательности.

 

Инактивация метилированием:

1. Метилирование цитозина нарушает ДНК-белковые взаимодействия , препятствует связыванию транскрипционных факторов.

2. Метилированные районы ДНК специфически связывают транскрипционные репрессоры.

3. Метилирование ДНК влияет на структуру хроматина.

 

 

Методы анализа метилирования:

1. Метилчувствительная ПЦР

аналитическая чувствительность - 1: 2000

2. Метилспецифическая ПЦР

Трансформация цитозина в урацил бисульфитом Na

аналитическая чувствительность - 1: 1000

3. MethylLight – метилспецифическая ПЦР в реальном времени аналитическая чувствительность - 1: 10000

4. Биологические микрочипы

5.Специфические антиметилцитозиновые антитела

 

 

Биологические функции метилированной ДНК:

•геномный импринтинг

• инактивация Х-хромосомы

• регуляция структуры хроматина

• регуляция генной экспрессии

• репликация ДНК

• канцерогенез

• клеточная дифференцировка

• выключение трансгенов ( “silencing”)

Геномный импринтинг (ГИ) – различная экспрессия гомологичных генов , хромосом или геномов в зависимости от их родительского происхождения .

Импринт – совокупность модификаций , по-разному маркирующих родительские аллели и обеспечивающих моноаллельный характер экспрессии импринтированных генов на хромосомах отцовского или материнского происхождения

 

 

Фенотипические проявления геномного импритинга

• Комплементарность родительских геномов

McGrath, Solter,1986; Surani,1984

• Комплементарность гомологичных хромосом

• Baranov 1970; Cattanach,Searle,1975

• Комплементарность гомологичных локусов

Феномен Джонсона ген Thp

• Комплементарность гомологичных генов –

феномен «аллельного исключения»

 

 

Общие свойства импритированных генов:

• Располагаются кластерами (11р15; 15q11-13)

• Асинхронность репликации

• Временная и пространственная регуляция

экспрессии (IGF2, KvLQT1)

• Консерватизм ортологичных

импринтированных генов

• Кодируют нетранслируемые РНК

 

Геномный импритинг - ГИ – дифференциальная модификация отцовского и материнского генетического материала в процессе созревания гамет, следствием чего являются различия в экспрессии родительских аллелей как в процессе раннего эмбриогенеза, так и взрослых особей

 

 

Инактивация посредством гиперметилирования ключевых генов-супрессоров сопровождается гипометилированием и активацией целого ряда онкогенов (raf, c-fos, c-myc, c-Ha-ras, c-K-ras) и факторов роста (IGF2, TGF).

Метилирование метаффазных хромосом:

Изохоры – протяженные участки ДНК ( > 300 тпн)

с различным содержанием CpG динуклеотидов

H1,H2,H3 –богатые C G ; L1,L2- бедные СG

 

R сегменты - много CG динуклеотидов, 80% всех CpG

островков, высокая плотность генов

G сегменты - обогащены АТ динуклеотидами,

низкая плотность генов

 

Структурный сателлитная ДНК- I,-II, -III.

гетерохроматин- хромосомы 1, 9,16