Analýza genomu je efektivním nástrojem pro určení příčin vzácných nemocí a objasnění funkce lidských genů. Genomický přístup by měl být využíván ve všech případech vzácných nemocí s negativními výsledky klinických, biochemických, metabolických, molekulárně biologických a cytogenetických vyšetření. V tomto projektu navrhujeme pokračování a rozšíření našich aktivit ve studiu genetických příčin a molekulárně biologických a buněčně patologických aspektů vzácných nemocí v pediatrické populaci. Pokusíme určit diagnózu a objasnit etiologii onemocnění ve skupině ~ 120 dětí a jejich rodin se vzácným geneticky podmíněným onemocněním neznámé příčiny. K objasnění genetických příčin využijeme kombinace metod sekvenování exomu, genomu a transkriptomu. Následně se zaměříme na charakterizaci patofyziologických aspektů jednotlivých nemocí , pokusíme se nalézt vhodné biomarkery a zavedeme specifické metody pro jejich postnatální, prenatální a prekoncepční diagnostiku. Součástí projektu bude i snaha o definici potenciálních terapeutických cílů případně protokolů pro cílené ovlivnění nemoci.; Genomic analysis is a very efficient diagnostic and gene discovery tool. It should ideally be applied in the diagnosis of all patients with rare diseases when the results of clinical, biochemical, metabolic, molecular and cytogenetic analyses do not lead to a specific diagnosis. In this project we propose continuation and expansion of our long-term efforts in the establishment and characterization of causal genetic and molecular defects, biological principles and pathophysiologic processes in a wide range of rare diseases. We will investigate a group of ~ 120 carefully phenotyped children and their families with rare diseases of pediatric-onset and unknown etiology using a combination of whole exome, whole genome and genome-wide RNA sequencing. Consequently we will focus on clinical, molecular and pathophysiologic characterization of individual genetic defects, identification of disease biomarkers, development of specific methods for postnatal, prenatal and preconception diagnosis and identification of potential therapeutic targets and protocols for specific therapeutic approaches.

• Klíčová slova
• rare diseases, diagnostika, vzácná onemocnění, diagnostics, genomika, genomics, molekulární podstata, molecular basis,

• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

• MeSH
• chronická renální insuficience * genetika   MeSH
• lidé MeSH
• rozhovory jako téma MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH

• MeSH
• lidé MeSH
• testování na COVID-19 * metody   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• úvodníky MeSH

• Publikační typ
• abstrakt z konference MeSH

Vzácná onemocnění jsou skupinou více než 8000 chorob. Sedmdesát pět procent vzácných onemocnění se projevuje v dětském věku a 30% postižených dětí umírá do 5-ti let věku. Vzácná onemocnění tak významně snižují kvalitu života pacientů a mají významný sociální dopad na postižené rodiny. Molekulární podstata byla doposud objasněna u méně než poloviny těchto onemocnění a diagnóza je většinou určena jen v malém počtu jednotlivých případů. Správná diagnóza je přitom nezbytná pro léčbu a další sledování pacienta, ale i pro genetické poradenství a prevenci v rodinách. V tomto projektu využijeme moderních genomických a molekulárně biologických metod a pokusíme se určit diagnózu a objasnit etiologii nemoci ve skupině ~ 100 dětí a jejich rodin se vzácným geneticky podmíněným onemocněním neznámé příčiny. Výzkum by měl též odhalit biologické funkce kauzálních genů, definovat vhodné terapeutické cíle a postupy, objasnit základní biologické principy a patofyziologické mechanismy u člověka, případně definovat geny a metabolické dráhy účastné v rozvoji komplexních onemocnění.; Rare diseases comprise a group of more than 8000 disorders. Seventy-five per cent of rare diseases affect children, and about 30% of them die before the age of five year. This decrease quality of life for each affected individual, and have a significant social impact on affected families. Molecular basis have been identified in less than half of these disorders and the diagnosis is usually established in only a small proportion of patients. Accurate diagnosis is critical for treatment and surveillance of each patient, and for genetic counseling and prevention in families. We will use modern genomic and molecular biology techniques to establish the genetic diagnosis and etiology of the disorder in a group of ~ 100 children with rare genetic diseases of unknown origin. The research will explain biological functions of disease causing genes and identify novel therapeutic targets and approaches. Our research may also provide insights about basic biological principles and pathophysiologic processes in humans and identify genes and pathways involved in the etiology of common diseases.

• MeSH
• diagnostické techniky molekulární MeSH
• dítě MeSH
• genetická predispozice k nemoci etiologie   MeSH
• genom lidský MeSH
• genomika MeSH
• prognóza MeSH
• vzácné nemoci etiologie   MeSH
• Check Tag
• dítě MeSH

• Konspekt
• Patologie. Klinická medicína
• NLK Obory
• genetika, lékařská genetika
• vzácné nemoci
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Vzácná onemocnění představují skupinu 8000 různých nemocí postihujících zhruba 8 % populace. Studium genomů významně zvyšuje znalosti o genetické variabilitě člověka a pomocí efektivního sdílení dat v mezinárodních registrech umožňuje kauzální diagnostiku širokého spektra vzácných onemocnění u cca 55-65 % nemocných. Diagnostika zbývajících pacientů závisí na nových technologiích a konceptech studia lidských genomů, které se zaměřují na genetickou a funkční analýzu genetických variant a jejich kombinací s cílem rozpoznat genetickou heterogenitu jednotlivých nemocí, přítomnost somatického mozaicismu, existenci fenokopií, různé penetrance a expresivity jednotlivých mutací a oligogenních typů dědičnosti. Stoupá význam analýz nekódujících oblastí lidské DNA a studium jejího vlivu na transkripci a strukturu mRNA a analýzy repetitivních a homologních oblastí lidského genomu a interpretace jejich variability. Při hledání genetické příčiny vzácných nemocí je třeba cíleně analyzovat biologické tekutiny, tkáně i vhodné buněčné a zvířecí modely připravované metodami buněčného reprogramování nebo cílených změn genomu. Přinášíme stručný přehled metod, které zahrnují celoexomové a celogenomové sekvenování nové generace, funkční a homologní klonování, funkční komplementaci, mapování genů pomocí vazebné analýzy a porovnávání genomové informace jedince nebo skupiny jedinců s genetickou variabilitou populace. Exomovou analýzu jsme provedli u více než 520 pacientů s diagnostickou úspěšnosti nad 50 %. Srovnáním vlastních výsledků celoexomového sekvenování s výsledky cíleného sekvenování jsme v souboru 225 nemocných došli k závěru, že diagnosticky i ekonomicky je smysluplnější indikovat celoexomové a v blízké budoucnosti celogenomové sekvenování. Moderně koncipovaná diagnostika a výzkum vzácných nemocí je časově, personálně i finančně náročná a vyžaduje spolupráci lékařů s pracovišti biologicky orientovaného výzkumu. Jejich nezbytnost pro české zdravotnictví představuje výzvu pro organizátory i plátce českého zdravotnictví a výzkumu. Klíčová slova: vzácná a komplexní onemocnění, celoexomové sekvenování, mapování genů

Rare diseases represent a heterogeneous group of approximately 8000 various disorders and affect nearly 8 % of the population. The local and international studies of human genomes help to increase the knowledge about genetic variability of the man and due to effective sharing of clinical and molecular data in the registries enable casual diagnostics of the broad spectrum of rare and complex diseases in 55–65 % of the cases. With the diagnostics in the remaining group of patients, new methods and technologies studying human genome are of importance including genetic and functional analyses of genomic variants and their combinations with the aims to recognize and interpret the significances of the somatic mosaics, genetic heterogeneity of individual disorders, the presence of eventual phenocopy, different penetrance and expressivity of individual mutation and diseases with the oligogenic inheritance. Recently, the increasing significance of analyses of noncoding regions in human DNA were recognized including the impact of repetitive and homologs regions on transcription and structure of mRNA. For the diagnostics of genetic causality in patients is necessary to focus on analyses of biologic fluids, tissues, cultivated cells and animal models prepared by methods of cell reprogramming or directed mutagenesis. In this paper, the overview of methods and their importance and limitation is described including whole exome sequencing (WES), whole genome sequencing, functional and homolog cloning, functional complementation, mapping of genes with the help of binding analyses and matching of the results from individual genome with genetic variability in the adequate population. In our institutions, we performed WES in > 520 patients with successful diagnostics above 50 %. In addition, in our group of 225 patients with rare diseases we compared the result of WES with the results of direct sequencing of individual genes indicated by clinical geneticist from various regions of the country and we recognized much higher diagnostic and economic value of WES. Modern diagnostics of rare diseases is time and money consuming and requires close cooperation between patients, their families, attending physicians, clinical geneticists and experts from various laboratories involved in biologic oriented research. It represents a big challenge for organisers and payers of the health care system. Keywords: are diseases, complex disorders, whole exome sequencing, gene mapping

• MeSH
• lidé MeSH
• mapování chromozomů metody   MeSH
• mutace genetika   MeSH
• sekvenování exomu * metody   MeSH
• vzácné nemoci * diagnóza   genetika   MeSH
• Check Tag
• lidé MeSH
• Publikační typ
• práce podpořená grantem MeSH
• přehledy MeSH

• Publikační typ
• abstrakt z konference MeSH

Cílem projektu je určení a charakterizace genů, genových mutací a genomových změn v případech vzácných geneticky podmíněných onemocnění doposud neznámé etiologie a následná charakterizace a korelace dopadů nalezených genomových změn na tkáňové a buněčné úrovni pomocí kombinace genomických, bioinformatických, molekulárně biologických a mikroskopických metod včetně metod genomového sekvenování. Projekt povede k přesné diagnóze a definici onemocnění, cílené DNA diagnostice, kvalifikovanému genetickému poradenství, prenatální diagnostice a prevenci. Objasnění molekulární podstaty studovaných fenotypů bude zároveň základním předpokladem kvalifikované aplikace či vývoje nových terapeutických postupů snižujících jejich morbiditu a mortalitu. Projekt též zvýší informovanost spolupracujících klinických pracovišť v oblasti získávání, interpretace a poskytování genomových dat, což umožní zhodnocení přínosu nových genomických technik do klinicko-diagnostické praxe.; The project is aimed at identification and characterization of the genetic and molecular basis of rare genetic disorders of unknown etiology. In the project already available DNA samples, body fluids, tissue biopsies and cell cultures will be analyzed using combination of genomic, bioinformatic, molecular biology, microscopy and genomic sequencing techniques. It is expected that identification and characterization of disease causing genes enable correct diagnosis and classification of studied phenotypes, targeted DNA diagnosis, genetic counseling, prenatal diagnosis and prevention reveal pathogenetic mechanism fundamental for application and development of targeted therapeutic approaches which may decrease or prevent morbidity and mortality among affected patients. The project will also translate into increased knowledge among clinical partners in terms of generation and interpretation of genomic data and help to evaluate benefits of new genomic techniques for routine clinical practice.

• MeSH
• cílená molekulární terapie MeSH
• diagnostické techniky molekulární MeSH
• exom MeSH
• fenotyp MeSH
• genetická predispozice k nemoci MeSH
• genetické asociační studie MeSH
• genetické nemoci vrozené MeSH
• genetické poradenství MeSH
• genom MeSH
• genotyp MeSH
• genotypizační techniky MeSH
• mutační analýza DNA MeSH
• prenatální diagnóza MeSH
• sekvenční analýza DNA MeSH
• vzácné nemoci MeSH

• Konspekt
• Biochemie. Molekulární biologie. Biofyzika
• NLK Obory
• molekulární biologie, molekulární medicína
• genetika, lékařská genetika
• vzácné nemoci
• NLK Publikační typ
• závěrečné zprávy o řešení grantu IGA MZ ČR

Blindness due to retinal degeneration affects millions of people worldwide, but many disease-causing mutations remain unknown. PNPLA6 encodes the patatin-like phospholipase domain containing protein 6, also known as neuropathy target esterase (NTE), which is the target of toxic organophosphates that induce human paralysis due to severe axonopathy of large neurons. Mutations in PNPLA6 also cause human spastic paraplegia characterized by motor neuron degeneration. Here we identify PNPLA6 mutations in childhood blindness in seven families with retinal degeneration, including Leber congenital amaurosis and Oliver McFarlane syndrome. PNPLA6 localizes mostly at the inner segment plasma membrane in photoreceptors and mutations in Drosophila PNPLA6 lead to photoreceptor cell death. We also report that lysophosphatidylcholine and lysophosphatidic acid levels are elevated in mutant Drosophila. These findings show a role for PNPLA6 in photoreceptor survival and identify phospholipid metabolism as a potential therapeutic target for some forms of blindness.

• MeSH
• degenerace retiny genetika   MeSH
• dítě MeSH
• Drosophila MeSH
• fenotyp MeSH
• fluorescenční mikroskopie MeSH
• fosfolipasy genetika   fyziologie   MeSH
• fosfolipidy chemie   MeSH
• hmotnostní spektrometrie s elektrosprejovou ionizací MeSH
• lidé MeSH
• molekulární sekvence - údaje MeSH
• mutace * MeSH
• myši inbrední C57BL MeSH
• myši MeSH
• předškolní dítě MeSH
• retina patologie   MeSH
• rodokmen MeSH
• sekvence aminokyselin MeSH
• sekvenční analýza DNA MeSH
• sekvenční homologie aminokyselin MeSH
• slepota genetika   MeSH
• zvířata MeSH
• Check Tag
• dítě MeSH
• lidé MeSH
• mužské pohlaví MeSH
• myši MeSH
• předškolní dítě MeSH
• ženské pohlaví MeSH
• zvířata MeSH
• Publikační typ
• časopisecké články MeSH
• práce podpořená grantem MeSH
• Research Support, N.I.H., Extramural MeSH

• Publikační typ
• abstrakt z konference MeSH