Search for molecular biomarkers enabling prediction of cancer treatment efficacy and establishment of optimal method for their assessment represent major opportunities, but also challenges in translational research. This project aims to explore feasibility of the next generation sequencing method for discovery of Czech population-specific genetic biomarkers for stratification of cancer patients into prognostically meaningful groups. Genetic background of patients treated with adjuvant chemotherapy regimens based on nucleoside analogs, taxanes and platinum derivatives will be explored by whole exome profiling method in cancer patients of Czech origin for the first time. Results will be compared with data in publicly available databases as TCGA and ICGC and with data from Czech NCGM genetic variability project. Panel of germline variants and somatically relevant genes for prognostication of patients will subsequently be validated and its cost efficacy and benefit will be evaluated in comparison with the whole exome approach.

Analýza molekulárních biomarkerů umožňujících predikci reakce nádorů na léčbu a zavedení optimální metody pro jejich sledování představují zásadní výzvy současného translačního výzkumu. Tento projekt má za cíl prozkoumat využitelnost metody sekvenování příští generace pro hledání genetických biomarkerů, specifických pro českou populaci, které by umožnily rozdělení pacientů se solidními nádory do prognosticky významných skupin. V rámci projektu bude studován genetický profil pacientů se solidními nádory léčenými adjuvantní terapií režimy založenými na nukleosidových analozích, taxanech a platinových derivátech. Metoda celoexomového sekvenování bude poprvé použita ke studiu tohoto fenoménu u českých pacientů s malignitami. Výsledky studie budou porovnány s daty ve veřejně dostupných databázích, např. TCGA, ICGC a s výstupy projektu NCLG, který mapuje genetickou variabilitu obecné české populace. Hlavním výstupem projektu bude validovaný panel zárodečných variant a somaticky významných genů pro další studie a analýza účinnosti panelového sekvenování, ve srovnání s celoexomovým přístupem.

• Keywords
• prognosis, sekvenování nové generace, Next generation sequencing, therapy, nádor, cancer, terapie, proveditelnost, feasibility, prognoza,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Listeriosis outbreak investigation is more difficult than other foodborne diseases investigation, mainly because longer incubation period of the disease, the small number of cases, a large geographical dispersion of patients and complicated communication with affected persons and their families in the search for a vehicle of infection. Technologies based on genetic analysis used for strain characteristics are essential epidemiological tool in the prevention and control of listeriosis. Both standard and new laboratory techniques for enhanced surveillance and outbreak detection will be implemented. New methodological approach will strengthen cooperation with other European countries in the field of molecular epidemiology and inter-laboratory data exchange.

Šetření epidemií listerióz je obtížnější než šetření ostatních alimentárních onemocnění, a to zejména kvůli delší inkubační době onemocnění, nízkému počtu případů, velkému geografickému rozptýlení nemocných a komplikované komunikaci s postiženými a jejich příbuznými při hledání vehikula infekce. Technologie založené na analýze genetických charakteristik kmenů jsou zásadním epidemiologickým nástrojem v oblasti prevence a kontroly listerióz. V rámci projektu budou k typizaci kmenů používány jak standardní, tak i nové laboratorní techniky. Tento nový metodologický přístup umožní zefektivnění práce epidemiologů v ČR a posílí spolupráci s ostatními evropskými zeměmi v oblasti molekulární epidemiologie a inter-laboratorní výměny dat.

• MeSH
• Epidemics MeSH
• Humans MeSH
• Listeria monocytogenes genetics   isolation & purification   MeSH
• Listeriosis epidemiology   genetics   microbiology   MeSH
• Molecular Epidemiology methods   MeSH
• Molecular Typing methods   MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing methods   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• infekční lékařství
• epidemiologie
• molekulární biologie, molekulární medicína
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Cardiomyopathies (CMP) are a heterogeneous group of diseases with impaired cardiac structure and/or function, which represent an important cause of cardiovascular morbidity and mortality, and are often hereditary. Hypertrophic cardiomyopathy is the most common monogenic cardiac disorder with substantial allelic and genetic heterogeneity. The relationship between a particular mutation and CMP development, including its clinical complications, is not straightforward and requires further studies. Next Generation Sequencing (NGS) detects mutations in large number of genes or even in the patient’s entire exome. This multidisciplinary proposal focuses on the: 1) detailed clinical examination (phenotyping) and NGS in patients and their relatives with hypertrophic cardiomyopathy, including other hereditary CMP, 2) identification of novel genetic variants and assessment of their disease liability, 3) genotype-phenotype correlations in CMP diagnosed by clinical, electrocardiographic and echocardiographic examinations, including the risk of serious cardiovascular complications.

Kardiomyopatie jsou heterogenní skupinou onemocnění s poruchou struktury a/nebo funkce srdečního svalu, které představují významnou příčinu kardiovaskulární morbidity a mortality a mají často familiární výskyt. Hypertrofická kardiomyopatie je nejčastější monogenně dědičné onemocnění srdce s velkou alelickou a genetickou variabilitou. Vztah dané mutace, fenotypu a klinických komplikací není ve většině případů detailně objasněn. Použití sekvenování nové generace vede k získání dat o větší skupině genů, případně celém exomu u vyšetřovaného pacienta. Navrhovaný projekt je zaměřen: 1) na klinické a genetické vyšetření pacientů s hypertrofickou kardiomyopatií a kardiomyopatiemi s familiárním výskytem a jejich příbuzných pomocí sekvenování nové generace, 2) na identifikaci nových genetických variant a průkaz jejich kauzality k vývoji onemocnění, 3) na vztah konkrétních mutací k projevům onemocnění, rozvoji fenotypu zjištěného klinickým, elektrokardiografickým a echokardiografickým vyšetřením a k riziku vzniku závažných kardiovaskulárních komplikací.

• MeSH
• Early Diagnosis MeSH
• Genetic Association Studies MeSH
• Genetic Testing MeSH
• Cardiomyopathy, Hypertrophic diagnosis   therapy   MeSH
• Precision Medicine MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• kardiologie
• genetika, lékařská genetika
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Dilated cardiomyopathy (DCM) is a frequent cause of congestive heart failure. Together with the related entity, left ventricular noncompaction cardiomyopathy (LVNC), DCM has an important inherited component, which is inadequately assessed and familial screening is neglected in the clinical practice. Prediction of prognosis in recent-onset DCM is still inaccurate. Importantly, an improvement in prognostic stratification could improve allocation of expensive methods of non-pharmacologic treatment of heart failure. Next generation sequencing methods could enable etiologic classification, facilitate early diagnosis of incipient forms and improve prognostic stratification of DCM and LVNC. This will be tested in a prospective multicentre study based on whole-exome sequencing and clinical screening in families of patients with recent-onset DCM (300 patients), familial DCM (50 index patients) and LVNC (50 patients). We aim to improve health care for patients with DCM and LVNC through early diagnosis and individualised disease management.

Dilatační kardiomyopatie (DKMP) je častou příčinou srdečního selhání. Spolu s příbuznou jednotkou nonkompaktní kardiomyopatií (LVNC) mají významnou dědičnou komponentu, která není běžně vyšetřována a není důsledně prováděn screening těchto onemocnění v rodinách. Odhad vývoje nově diagnostikované DKMP je nepřesný, zdokonalení prognostické stratifikace by vedlo k lepší alokaci nákladných metod nefarmakologické léčby srdečního selhání. Metody sekvenace nové generace mohou zlepšit stanovení etiologie onemocnění, umožnit časnou diagnostiku počínajících forem a zlepšit odhad vývoje onemocnění u DKMP a LVNC. Tyto hypotézy chceme vyšetřit v rámci prospektivní multicentrické studie založené na provedení celoexomové sekvenace a kardiologického screeningu v rodinách nemocných s recentně diagnostikovanou DKMP (300 pacientů), familiární DKMP (50 pacientů) a LVNC (50 pacientů). Cílem studie je zlepšit péči o nemocné s DKMP a LVNC prostřednictvím časné diagnostiky a individulizovaných léčebných postupů.

• MeSH
• Early Diagnosis MeSH
• Genetic Testing methods   MeSH
• Precision Medicine methods   MeSH
• Cardiomyopathies diagnosis   genetics   therapy   MeSH
• Prospective Studies MeSH
• Exome Sequencing methods   MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing methods   MeSH
• Publication type
• Multicenter Study MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• kardiologie
• genetika, lékařská genetika
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

The incidence of congenital cataract is estimated 1-6 in 10 000 newborns. In 15% of cases congenital cataract is a part of a syndromic disease, the manifestation at an early age is however often nonspecific and the diagnostic process is long and complicated placing a considerable burden on both patients and the healthcare resources. The aim of the project is to propose a novel diagnostic algorithm for children with congenital cataracts utilizing modern techniques of whole-exome and whole-genome sequencing. We expect increased rate of correct diagnosis and shortening time of making the final diagnosis in syndromes. The project will unravel mechanisms involved in hereditary cataract formation and address whether specific genotypes may influence the success of revolutionary surgical method preserving endogenous lens epithelial stem/progenitor cells. The knowledge gained can be also applied for preimplantation or prenatal diagnosis. The project will enable, in the context of personalized medicine, multidisciplinary team care approach to congenital cataract patients.

Kongenitální katarakta se vyskytuje u 1-6 dětí z 10 000, přičemž v 15% případech je součástí multisystémového onemocnění. Projevy syndromů asociovaných s kataraktou jsou v raném věku často nespecifické, což vede ke zdlouhavému diagnostickému procesu značně zatěžujícího pacienta i veřejné zdravotnictví. Cílem projektu je pomocí metod celoexomového a celogenomového sekvenování navrhnout u dětí s kongenitálními kataraktami nový diagnostický algoritmus, který povede ke zvýšení procenta stanovení diagnózy multisystémových onemocnění a zároveň zkrátí čas k jejímu určení. Projekt dále přinese odhalení molekulárních mechanismů podílejících se na vzniku kongenitálních katarakt a zjistí, zda existují i pacienti s konkrétními genotypy, kteří nejsou vhodní pro revoluční techniku chirurgie dětské katarakty využívající endogenní kmenové buňky. Získané poznatky budou využity i v rámci prenatální či preimplantační diagnostiky. Projekt umožní v kotextu personalizované medicíny zavedení multidisciplinárního přístupu k pacientům s kongenitálními kataraktami jak na úrovni klinické, tak i výzkumné.

• MeSH
• Child MeSH
• Genetic Association Studies methods   MeSH
• Genetic Diseases, Inborn diagnosis   genetics   therapy   MeSH
• Precision Medicine MeSH
• Cataract diagnosis   genetics   therapy   MeSH
• Humans MeSH
• Preimplantation Diagnosis MeSH
• Prenatal Diagnosis MeSH
• Patient Care Team MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing methods   MeSH
• Check Tag
• Child MeSH
• Humans MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• genetika, lékařská genetika
• oftalmologie
• pediatrie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Human growth is strongly genetically determined. Four clinically defined conditions with short stature of unknown origin include (1) familiar short stature, (2) idiopathic short stature, (3) intrauterine growth retardation followed by postnatal growth failure and with (4) idiopathic growth hormone deficiency. Recognition of individual genetic cause for short stature may allow understanding the background pathophysiology and individualising treatment. The project aims to propose novel genetic approach to establish etiological diagnosis of short stature in phenotypically clearly defined subjects assigned to each of the four diagnostic cohorts. Results of the project will allow to estimate costs, work burden and effectiveness of classical Sanger sequencing if compared to novel next generation sequencing methods specified for each diagnostic cohort. Besides, the project may lead to recognition of novel causative genes, to understanding of novel pathophysiological mechanisms of growth regulation and to estimation of costs-effectiveness of long-term therapy that is generally very costly.

Růst člověka je přísně geneticky determinován. Pacienty s malým vzrůstem z neznámé příčiny lze podle klinických charakteristik členit na čtyři skupiny: (1) familiárně malý vzrůst, (2) idiopatický malý vzrůst, (3) nitroděložní růstová retardace s následným postnatálním růstovým selháním a (4) idiopatický nedostatek růstového hormonu. Stanovení individuální genetické příčiny malého vzrůstu dovoluje porozumět patofyziologii poruchy a individualizovat léčbu. Projekt směřuje k navržení nového genetického postupu při zkoumání etiologické diagnózy malého vzrůstu u fenotypicky přesně definovaných jedinců z každé ze čtyř diagnostických skupin. Výsledky projektu umožní porovnat cenu, pracovní zatížení a výtěžnost mezi klasickým Sangerovým sekvenováním a novými metodami sekvenování nové generace pro každou diagnostickou skupinu. Vedle toho může projekt pomoci odhalit nové genetické příčiny malého vzrůstu, porozumět novým patofyziologickým mechanismům růstové regulace a stanovit vztah mezi cenou a účinkem dlouhodobé, zpravidla velmi nákladné terapie.

• MeSH
• Child MeSH
• Phenotype MeSH
• Precision Medicine MeSH
• Insulin-Like Growth Factor I MeSH
• Humans MeSH
• Human Growth Hormone MeSH
• Growth Disorders diagnosis   genetics   MeSH
• Growth Plate pathology   MeSH
• Body Height MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing methods   MeSH
• Check Tag
• Child MeSH
• Humans MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• genetika, lékařská genetika
• pediatrie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

From the genetics perspective intellectual disability and autism spectrum disorders are a large heterogeneous group of rare diseases. Exomes will be sequenced in about 100 families with sporadic or familial occurrence of affected children. Variants will be evaluated using all inheritance models and criteria for pathogenicity. Variants in validated causal genes will be found and used clinically in the families. For variants in candidate genes, other patients with variants in the genes will be searched in other cohorts worldwide. Their existence, phenotypic similarity and functional studies can lead to validation of new causal genes. New patients with variants in rarely mutated genes contribute to the genotype-phenotype correlation. A database of common Czech benign population variants will be assembled. Analyses of gene panels, exomes and genomes will be compared. Optimisation of extant pipelines and other experience gained in the research setting (informed consent, attitudes towards uncertainty, incidentalome etc.) will help in the implementation of these methods in routine practi...

Mentální retardace a poruchy autistického spektra jsou z hlediska genetiky velkou heterogenní skupinou mnoha vzácných onemocnění. Budou sekvenovány exomy u asi 100 rodin s postiženými dětmi se sporadickým i familiálním výskytem. Varianty budou hodnoceny podle různých modelů dědičnosti a kritérií pro posouzení patogenity. Budou odhaleny varianty v již validovaných kauzálních genech, které budou v rodinách klinicky využity, a varianty v kandidátních genech, u kterých budou hledáni v jiných kohortách ve světě pacienti s variantami v týchž genech. Jejich existence, podobnost fenotypů a funkční studie mohou vést k validaci nových kauzálních genů. Popis nových pacientů s variantami ve vzácně mutovaných genech upřesní korelaci genotyp-fenotyp. Bude sestavena databáze častých českých benigních populačních variant. Bude porovnána analýza panelů genů, exomů a genomů. Optimalizace stávajících laboratorních a bioinformatických postupů a další zkušenosti získané ve výzkumném uspořádání (informovaný souhlas, postoje k nejistotě, incidentalomu atd.) pomohou v zavádění těchto metod do rutinní pra...

• MeSH
• Exome genetics   MeSH
• Phenotype MeSH
• Genetic Variation genetics   MeSH
• Genetic Testing methods   MeSH
• Genotype MeSH
• Humans MeSH
• Intellectual Disability genetics   MeSH
• Autism Spectrum Disorder genetics   MeSH
• Computational Biology methods   MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing methods   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• genetika, lékařská genetika
• psychiatrie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Cardiomyopathies (CMPs) are a heterogeneous group of myocardial diseases with substantial morbidity and mortality. A significant fraction of CMPs are hereditary. Subtle abnormalities of cardiac function can be detected by 3D volumetry and analyses of global longitudinal strain. Compared to standard echocardiography, these methods are more precise and may thus facilitate early detection of myocardial dysfunction in families with hereditary CMPs. CMP laboratory diagnostics recently substantially benefit(ed) from use of next-generation sequencing (NGS) techniques. However, NGS often identifies large numbers of genetic variants of unknown clinical significance. To complement the enhanced clinical and bioinformatic validation tools, we propose to develop cardiomyocyte models based on induced pluripotent stem cells and test these cultures using a novel multi-methodological protocol. This approach is expected to improve interpretation of the NGS datasets generated in studied CMP families and thus facilitate clinical diagnostics and the overall understanding of CMP pathogenesis.

Kardiomyopatie (CMP) jsou heterogenní skupinou onemocnění myokardu se značnou nemocností a úmrtností. Významná část CMP je dědičná. Drobné abnormality srdeční funkce mohou být detekovány 3D volumetrickou analýzou a analýzou globálního longitudiálního namáhání. Ve srovnání se standardní echokardiografií jsou tyto metody přesnější a mohou tak usnadnit včasnou detekci dysfunkce myokardu v rodinách s dědičnými CMP. Laboratorní diagnostika CMP se výrazně zdokonalila použitím sekvenačních metod nové generace (NGS). NGS však často identifikuje velké množství genetických variant neznámého klinického významu. K doplnění rozšířených klinických a bioinformatických validačních nástrojů navrhujeme vyvinout modely kardiomyocytů založené na indukovaných pluripotentních kmenových buňkách a testovat tyto kultury pomocí nového multimetodologického protokolu. Očekává se, že tento přístup zlepší interpretaci datových souborů NGS vytvořených ve studovaných rodinách s CMP a usnadní tak klinickou diagnostiku a celkové porozumění patogenezi CMP.

• Keywords
• Next generation sequencing, induced pluripotent stem cells, kardiomyopatie, cardiomyopathy, kardiomyocyty, indukované pluripotentní buňky, buněčné modely, sekvenace nové generace, cellular models, kardiomyocytes,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Chronic lymphocytic leukemia (CLL) is common and still incurable leukemia of adults characterized by remarkable genetic and clinical heterogeneity. In the proposed project, we aim to study genetic background of clonal evolution in treatment naive CLL patients by tracking alteration dynamics in consecutive samples collected during the disease course. Our main objective is to early disclose the risk of disease progression and therapy need. We plan to assess both prognostic and predictive value of genomic aberrations detected before treatment administration. For this purpose, a highly complex next-generation sequencing (NGS) tool simultaneously analyzing both fundamental and novel CLL biomarkers will be implemented. We employ benefits of capture-based NGS technology enabling parallel analysis of IGHV mutational status, recurrent chromosomal and gene defects, and immunoglobulin light chains clonality. We presume that our NGS panel tailored for CLL can be widely adopted in clinical practice as a simple comprehensive test for better patient prognostication.

Chronická lymfocytární leukémie (CLL) je častou a stále nevyléčitelnou leukémií dospělých, která je charakterizována mimořádnou genetickou i klinickou heterogenitou. V navrhovaném projektu se zaměříme na studium genetického pozadí klonální evoluce u neléčených pacientů s CLL, přičemž budeme sledovat vývoj změn ve vzorcích sbíraných opakovaně v průběhu onemocnění. Naším hlavním cílem je časné odhalení rizika progrese choroby a potřeby léčby. Plánujeme zhodnotit jak prognostický tak prediktivní význam genomických změn detekovaných před podáním terapie. Pro tento účel zavedeme vysoce komplexní test sekvenování nové generace (NGS), který současně analyzuje základní i nové biomarkery CLL. Využijeme výhod tzv. „capture-based” NGS, které umožňuje paralelně analyzovat IGHV mutační status, rekurentní chromozomové a genové defekty i klonalitu lehkých imunoglobulinových řetězců. Předpokládáme, že náš NGS panel navržený konkrétně pro CLL bude používán v klinické praxi jako jednoduchý komplexní test umožňující lepší prognostifikaci pacientů.

• Keywords
• sekvenování nové generace;, Chronická lymfocytární leukémie;, genomické aberace;, prognóza onemocnění;, klonální evoluce;, chronic lymphocytic leukemia;, Next-generation sequencing;, genomic aberrations;, disease prognosis;, clonal evolution;,

• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR

Next generation sequencing (NGS) has opened a unique possibility to sequence all rearrangements of immunoglobulin (Ig) and T-cell receptor (TR) genes in biologic samples. Several groups including ours already presented data on the usefulness of NGS Ig/TR detection for the assessment of minimal residual disease (MRD) in lymphoid malignancies and for the evaluation of the entire immune spectrum in various normal and pathologic conditions. However, despite many advantages, the methodology still suffers from serious flaws, which prevent the introduction of the method into routine diagnostics. The aim of this project is (i) to develop and standardise in international collaboration several types of NGS Ig/TR assays for MRD detection in lymphoproliferative neoplasms, (ii) to prospectively evaluate the feasibility and performance of the new NGS-based approach compared to current gold standard methods (quantitative PCR and flow cytometry) in a cohort of patients with acute lymphoblastic leukemia.

Díky sekvenování nové generace (NGS) je nyní možné sekvenovat všechny přestavby genů pro imunoglobuliny (Ig) a T-buněčné receptory (TR) v biologických vzorcích. Několik skupin, včetně naší, již prezentovalo výsledky dokládající využitelnost detekce Ig/TCR pro stanovení minimální reziduální nemoci (MRD) u lymfoidních malignit a pro hodnocení imunitního repertoáru za fyziologických I patologických podmínek. I přes neoddiskutovatelné výhody má NGS stále závažné nedostatky, které brání použití metody pro rutinní diagnostiku. Cílem tohoto projektu je (i) zavést a standardizovat v rámci mezinárodní spolupráce různé typy Ig/TCR systémů pro detekci MRD u lymfoproliferativních malignit, (ii) prospektivně zhodnotit proveditelnost a využitelnost nového přístupu založeného na NGS v porovnání se současnými standardně používanými metodami (kvantitativní PCR a průtoková cytometry) na kohortě pacientů s akutní lymfoblastickou leukémií.

• MeSH
• Precursor Cell Lymphoblastic Leukemia-Lymphoma diagnosis   genetics   MeSH
• Gene Rearrangement MeSH
• Immunoglobulin G genetics   MeSH
• Humans MeSH
• Receptors, Antigen, T-Cell genetics   MeSH
• Neoplasm, Residual diagnosis   genetics   MeSH
• High-Throughput Nucleotide Sequencing methods   MeSH
• Check Tag
• Humans MeSH

• Conspectus
• Patologie. Klinická medicína
• NML Fields
• genetika, lékařská genetika
• onkologie
• alergologie a imunologie
• NML Publication type
• závěrečné zprávy o řešení grantu AZV MZ ČR