22.11.2018
1
Molekulární disekce imunity
 Identifikace genů a drah
 Mechanismy nemocí
 Farmakogenetika, farmakogenomika
 Genetika vakcinace, vakcinomika
Genetika vnímavosti k infekcím
Ramsay FEBS Lett 2012
Vnímavost k infekci jako komplexní znak
Baker, Antonovics 2012
Imunogenom a infekce
Alcaïs et al. J Clin Investig 2009
22.11.2018
2
Quintana-Murci et al. 2007
Dědičnost vnímavosti k infekci Typy dědičnosti vnímavosti k infekcím
Casanova, Abel EMBO J 2007
Mendelistická dědičnost
Nízkočetné varianty s velkým účinkem
Picard et al Curr Opin Immunol 2006
Power of GWAS
22.11.2018
3
Komplexní dědičnost:
GWAS a infekce u lidí
De Bakker, Telenti 2010
 Interferon-induced members of the dynamin
superfamily of large GTPases
 Key mediators of innate antiviral resistance induced
in cells by type I (a/b) and type III (l) interferons
 They inhibit a wide range of viruses by blocking an
early stage of the replication cycle
 Present in most vertebrate species
Příklady kandidátních genů:
chřipka a Mx
(Haller et al. Microbes Infect 2007)
 Coding for 2’ - 5’ - oligoadenylate synthase,
activated by dsRNA
 Identified in mice as flavivirus resistance gene
 Exon 4 mutation leading to a STOP codon
causes susceptibility to infection
 In the horse, SNPs within the gene associated
with anti-WNV antibody production (Rios et al.,
2009)
Příklady kandidátních genů:
flaviviry a OAS1
Cave:
Příklady kandidátních genů: NRAMP1 a TB
22.11.2018
4
Coronaviry jako model proměnlivých
patogenů
Coronavirové infekce lidí a zvířat: SARS,
MERS
Kočičí model komplexní etiopatologie
Ke všem příkladům: viz Modelové nemoci
Příklady: FCoV/FIP
Molekulární disekce imunity
 Identifikace genů a drah
 Mechanismy nemocí
 Farmakogenomika
 Genetika vakcinace, vakcinomika
Molekulární disekce imunity
 Identifikace genů a drah
 Mechanismy nemocí
 Farmakogenetika, farmakogenomika
 Genetika vakcinace, vakcinomika
Farmakogenetika: ADR
22.11.2018
5
ADR MS a ADR
MS a ADR Zmatení pojmů
Farmakogenetika
Farmakogenomika
22.11.2018
6
Farmakogenomika a
farmakogenetika
Lindpaintner, 2003
Farmakogenomika v produkci léčiv
Grenet, 2002
Farmakogenomika a
transgenoze
 Rekombinantní produkty
mikroorganismů
 DNA vakcíny
 Transgenní savci
Infekčníonemocnění:vakcinace
22.11.2018
7
Vakcinace a genetika
 Využití genetických principů při
produkci nových vakcín,
farmakogenomika
Individuální variabilita imunitní
odpovědi po vakcinaci
PRINCIP VAKCÍN
Odstranění patogenity při
zachování imunogenity
TYPY VAKCÍN
1. generace
2. generace (rekombinantní)
3. generace (DNA)
VAKCÍNY 1. GENERACE
Živé atenuované
Inaktivované
(usmrcené)
22.11.2018
8
PRINCIP ATENUACE
VAKCÍNY
M U T A C E
v genu/genech pro
patogenitu
VAKCÍNY 2. GENERACE
Podjednotkové
Deleční
Deleční markerové
Živé chimérické
Antiidiotypové
PODJEDNOTKOVÉ VAKCÍNY
Gen kódující antigenní protein je
vložen do baktérie, která následně
produkuje čistý antigen
DELEČNÍ VAKCÍNY
Cílenou mutagenezí je odstraněn
gen/genová oblast zodpovědná
za patogenní efekt
22.11.2018
9
DELEČNÍ MARKEROVÉ VAKCÍNY
Cílenou mutagenezí je odstraněn/vložen/
nejen gen/genová oblast zodpovědná
za patogenní efekt, ale i gen pro dobře
zjistitelný antigenní protein (marker)
Lze tedy odlišit postinfekční a
postvakcinační imunitu
ŽIVÉ CHIMÉRICKÉ VAKCÍNY
Do genomu vektoru je vložen
gen/genová oblast kódující
antigenní protein(y)
VAKCÍNY 3. GENERACE
DNA vakcíny: do organismu
se nevpravuje antigen, ale
gen, který jej kóduje
DNA ==> RNA ==> Protein (cizí)
==> Imunizace in vivo
DNA VAKCÍNY
Indikovány k využití když:
je antigenní protein obtížně
purifikovatelný nebo je purifikací zničen
antigenní protein není znám, i když známe
gen
protilátky produkované po DNA imunizaci
mohou sloužit k purifikaci proteinu
slabě imunogenní proteiny získají
imunogenitu po fúzi s genem pro vysoce
imunogenní protein
22.11.2018
10
MODULACE IMUNITNÍ ODPOVĚDI
PŘI DNA IMUNIZACI
Geny pro cytokiny
Adjuvantní efekt DNA
Farmakogenomika a
transgenoze
 Rekombinantní produkty
mikroorganismů
 DNA vakcíny
 Transgenní savci
TRANSGENNÍ SAVCI
Genové konstrukty
Genové konstrukty s
tkáňově specifickými
promotory
TRANSGENNÍ SAVCI
Genov é konstrukty
Genové konstrukty s
tkáňově specifickými
promotory
22.11.2018
11
TRANSGENNÍ SAVCI
s tkáňově specifickými
promotory:
BIOREAKTORY
Vakcinace a genetika
 Využití genetických principů při
produkci nových vakcín,
farmakogenomika
Individuální variabilita imunitní
odpovědi po vakcinaci
Člověk a infekce
22.11.2018
12
Příčiny selháníPříčiny selhání
účinku vakcinaceúčinku vakcinace
proti chřipceproti chřipce
uuDruh vakcíny a její kvalitaDruh vakcíny a její kvalita
uuZměna viruZměna viru
uuNereaktivita hostiteleNereaktivita hostitele
Variabilita antiinfekční imunitní
odpovědi u člověka
Výsledek: Gaussovská distribuce POSTVAKCINAČNÍ TITRY ANTI-POSTVAKCINAČNÍ TITRY ANTIEHV-1
NEUTRALIZAČNÍCHEHV-1 NEUTRALIZAČNÍCH
PROTILÁTEK (N=61)PROTILÁTEK (N=61)
4 16 32 64 128
0
5
10
15
20
25
30
4 16 32 64 128
22.11.2018
13
Kmenový plemeník
ODCHOV 3. ROČ.
Genetics of vaccination
Infekčníonemocnění:vakcinace Genetics of vaccination
22.11.2018
14
HLA a spalničky