11/15/11
Das neue Paradigma: Personalisierte Medizin
Prof. Theo Dingermann
Institut für Pharmazeutische Biologie Biozentrum
Max-von Laue-Str. 9 60438 Frankfurt am Main Dingermann@em.uni-frankfurt.de
Pharmazeutische Biologie WS2011/2012
4. Vorlesung
Dienstag, 15. November 11
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Stabilität des Disequilibriums über Generationen
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Unter Linkage disequilibrium (LD) versteht man die nicht zufällige Assoziation von Allelen (SNPs).
ursprüngliche Genregion
Heutige
Genregionen
Kombinationen gekoppelter Allelmarker beschreiben anzestrale Haplotypen
Dienstag, 15. November 11
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Eine Kombination sorgfältig ausgewählter SNPs kann einen ganzen Genombereich eindeutig charakterisierten.
T T T
T T T
T T T
T T T
T T T
30 % 20 % 20 % 20 % 10 % Haplo 1
Haplo 2 Haplo 3 Haplo 4 Haplo 5
Haplotypen
Seite 1 Seite 2 Seite 3
GATATTCGTACGGATT GATGTTCGTACTGAAT GATATTCGTACGGATT GATATTCGTACGGAAT GATGTTCGTACTGAAT GATGTTCGTACTGAAT
AGT AGA GTA
Haplotypen bestehen aus Sets genetisch eng gekoppelter Marker auf einem Chromosom, die in der Regel gekoppelt vererbt werden.
SNPs
A/G G/T A/THaplotypen
Dienstag, 15. November 11
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Das Linkage disequilibrium zwischen zwei SNPs wird durch D quantifiziert. Je roter die Quadrate, um so stärker sind die beiden benachbarten SNPs gekoppelt.
http://hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/
Haploview.jar
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Dienstag, 15. November 11
Linkage Disequilibrium und
Haplotype-Maps
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Dienstag, 15. November 11
Linkage Disequilibrium und
Haplotype-Maps
Linkage Disequilibrium und Haplotype-Maps
Dienstag, 15. November 11
Linkage Disequilibrium und
Haplotype-Maps
Einsatz von SNPs
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/snps.html
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/snps.shtml
Dienstag, 15. November 11
Einsatz von SNPs
Einsatz von SNPs
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/About/primer/snps.html
http://www.ornl.gov/sci/techresources/Human_Genome/faq/snps.shtml
Dienstag, 15. November 11
Einsatz von SNPs
Einsatz von SNPs
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/
Humanes Hämoglobin B (HBB)
Dienstag, 15. November 11
Einsatz von SNPs
Einsatz von SNPs
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/snp/
Humanes Hämoglobin B (HBB)
Dienstag, 15. November 11
Einsatz von SNPs
Dhydropyrimidin Dehydrogenase (DPYD)
• Ist am Abbau von Pyrimidin-Antimetaboliten beteiligt.
• Ein Ausfall dieses Enzyms führt zu massiven Unverträglichkeiten beim Einsatz von 5FU oder Campecitabin
• DPYD liegt auf Chromosom 1 und umspannt ca. 950 kBp.
• Das Gen enthält 23 Exons mit 69 (Exon 15) bis 961 (Exon 23) Bp.
• Das Protein enthält 1025 Aminosäuren.
• Eine 5‘-Donor-Spleißstellen-Mutation am Exon 14 (GT —> AT) ist die wichtigste loss of function (DPYD*2).
• > 30 DPYD-Mutationen bekannt.
Dienstag, 15. November 11
Dhydropyrimidin Dehydrogenase (DPYD)
Dhydropyrimidin Dehydrogenase (DPYD)
• 50 % der Mutationen repräsentieren das DPYD*2-Allel
• Daraus resultiert einen t1/2-Verlängerung und eine gefährliche Toxizität
Excon 13 Excon 14 Excon 15
AG GT AG GT AG GT
>97% <3%
GT AT
Exon 13 Exon 14 Exon 15 Exon 13 Exon 15
funktionelles Protein 5FU-Toleranz
defektes Protein 5FU-Toxizität
OMIM-Nummer: 6127779 (http://omim.org/entry/612779)
Dienstag, 15. November 11
Dhydropyrimidin Dehydrogenase (DPYD)
Wildtyp → Standarddosierung
heterozygot → individuelle Dosierung
homozygot → keine Therapie mit 5-FU möglich
• > 30 DPYD-Mutationen bekannt.
• 50 % der Mutationen repräsentieren das DPYD*2-Allel
• Daraus resultiert eine t1/2-Verlängerung von 5FU und eine lebensbedrohliche Toxizität
DPYD*2
PharmGKB
Dienstag, 15. November 11
Dhydropyrimidin Dehydrogenase (DPYD)
Name Exon Nukleotide Aminosäure
DPYD*2A 14 Intron 14 G1A Exon skipping
DPYD*2B 13/14 A1627G + Intron 14 G1A I543V + Exon skipping
DPYD*3 14 ΔC1897 Verkürztes Protein @AA 633
DPYD*4 13 G1601A S534N
DPYD*5 13 A1627G I543V
DPYD*6 18 G2194A V732I
DPYD*7 4 ΔTCAT295-298 Verkürztes Protein @AA 99
DPYD*8 7 C703T R235W
DPYD*9A 2 T85C C29R
DPYD*9B 2/21 T85C + G2657A C29R + R886H
DPYD*10 23 G2983T V995F
http://www.pharmgkb.org/index.jsp
Dhydropyrimidin Dehydrogenase (DPYD)
Wirkstoffe Arzneimittelklasse Behandlung von 5-Fluorouracil
Zytostatika
Krebserkrankungen, insbesondere Brustkrebs und Darmkrebs
Capecitabin
Zytostatika
Krebserkrankungen, insbesondere Brustkrebs und Darmkrebs
Floxuridin Zytostatika
Krebserkrankungen, insbesondere Brustkrebs und Darmkrebs
Tegafur
Zytostatika
Krebserkrankungen, insbesondere Brustkrebs und Darmkrebs
5-FU Capecitabin Floxuridin Tegafur
Dienstag, 15. November 11
