Tato bakalářská práce je zaměřena na idiopatické střevní záněty, do kterých řadíme
Crohnovu chorobu a ulcerózní kolitidu. Jedná se o chronická zánětlivá onemocnění střev,
u kterých je zaznamenáno několik příčin. Dle studií lze říci, že nejčastěji k rozvoji
dochází díky genetické predispozici, vnějším vlivům jako je například stres a kouření,
také díky infekci a v některých případech i díky odchylné reaktivitě imunitního systému
vůči součástem vlastnímu střevnímu mikrobiomu.
Genetika těchto nemocí není dodnes přesně objasněna, ale je jisté, že genetické
faktory jsou více patrné u Crohnovy choroby než u ulcerózní kolitidy. Nejčastějšími geny,
které jsou spojovány s rozvojem idiopatických střevních zánětů jsou geny
NOD2/CARD15, NOD1/CARD4 a ICAM-1. Je známo, že z těchto genů se gen
NOD2/CARD15 podílí spíše na rozvoji Crohnovy choroby a gen ICAM-1 na rozvoji
ulcerózní kolitidy.
V metodické části se má bakalářská práce zabývá prokázáním alespoň jedné
příslušné mutace genu u 12 probandů, z nichž šest trpělo Crohnovou chorobou, tři
ulcerózní kolitidou a u tří se jednalo o zdravé jedince, kteří byli v příbuzenském vztahu
s nemocnými. U příslušného rozboru vzorků došlo k vyizolování čisté genomové DNA,
která byla využita k metodě PCR, díky které došlo k amplifikaci specifického úseku genu.
PCR produkty byly vizualizovány pomocí gelové elektroforézy, následně enzymaticky
přečištěny a osekvenovány firmou GenSeq.
Nakonec došlo k ověření a vyhodnocení příslušných sekvencí pomocí internetového
nástroje BLAST, internetové databáze GenBank a programu Geneious Prime. Díky tomu
byla prokázána mutace genu ve dvou případech - NOD1/CARD4 (D372N) a ICAM-1
(K469E).
Anotace v angličtině
This bachelor thesis focuses on idiopathic inflammatory bowel diseases, which
include Crohn's disease and ulcerative colitis. These are chronic inflammatory diseases
of the intestines caused by several causes. Studies have shown that the development of
these diseases is most commonly due to genetic predisposition, external factors such as
stress and smoking, infection, and in some cases, an abnormal immune system reactivity
to components of the gut microbiome.
The genetics of these diseases have not yet been fully elucidated, but it is clear that
genetic factors are more apparent in Crohn's disease than in ulcerative colitis. The most
common genes associated with the development of idiopathic inflammatory bowel
diseases are NOD2/CARD15, NOD1/CARD4, and ICAM-1. It is known that the
NOD2/CARD15 gene is more involved in the development of Crohn's disease, while the
ICAM-1 gene is more involved in the development of ulcerative colitis.
In the methodological part, this thesis aims to demonstrate at least one relevant gene
mutation in 12 probands, of whom six suffered from Crohn's disease, three from
ulcerative colitis, and three were healthy individuals who were related to the affected
individuals. The relevant genomic DNA was isolated from the samples and used in the
PCR method to amplify a specific gene segment. The PCR products were visualized using
gel electrophoresis, then enzymatically purified and sequenced by the GenSeq company.
Finally, the relevant sequences were verified and evaluated using the BLAST
internet tool, the GenBank internet database, and the Geneious Prime program. As a result,
a gene mutation was demonstrated in two cases - NOD1/CARD4 (D372N) and ICAM-1
(K469E).
Idiopathic inflammatory bowel diseases, Crohn's disease, ulcerative colitis, genetic
predisposition, DNA isolation, PCR, electrophoresis, DNA sequencing
Rozsah průvodní práce
69 s. (77 491 znaků)
Jazyk
CZ
Anotace
Tato bakalářská práce je zaměřena na idiopatické střevní záněty, do kterých řadíme
Crohnovu chorobu a ulcerózní kolitidu. Jedná se o chronická zánětlivá onemocnění střev,
u kterých je zaznamenáno několik příčin. Dle studií lze říci, že nejčastěji k rozvoji
dochází díky genetické predispozici, vnějším vlivům jako je například stres a kouření,
také díky infekci a v některých případech i díky odchylné reaktivitě imunitního systému
vůči součástem vlastnímu střevnímu mikrobiomu.
Genetika těchto nemocí není dodnes přesně objasněna, ale je jisté, že genetické
faktory jsou více patrné u Crohnovy choroby než u ulcerózní kolitidy. Nejčastějšími geny,
které jsou spojovány s rozvojem idiopatických střevních zánětů jsou geny
NOD2/CARD15, NOD1/CARD4 a ICAM-1. Je známo, že z těchto genů se gen
NOD2/CARD15 podílí spíše na rozvoji Crohnovy choroby a gen ICAM-1 na rozvoji
ulcerózní kolitidy.
V metodické části se má bakalářská práce zabývá prokázáním alespoň jedné
příslušné mutace genu u 12 probandů, z nichž šest trpělo Crohnovou chorobou, tři
ulcerózní kolitidou a u tří se jednalo o zdravé jedince, kteří byli v příbuzenském vztahu
s nemocnými. U příslušného rozboru vzorků došlo k vyizolování čisté genomové DNA,
která byla využita k metodě PCR, díky které došlo k amplifikaci specifického úseku genu.
PCR produkty byly vizualizovány pomocí gelové elektroforézy, následně enzymaticky
přečištěny a osekvenovány firmou GenSeq.
Nakonec došlo k ověření a vyhodnocení příslušných sekvencí pomocí internetového
nástroje BLAST, internetové databáze GenBank a programu Geneious Prime. Díky tomu
byla prokázána mutace genu ve dvou případech - NOD1/CARD4 (D372N) a ICAM-1
(K469E).
Anotace v angličtině
This bachelor thesis focuses on idiopathic inflammatory bowel diseases, which
include Crohn's disease and ulcerative colitis. These are chronic inflammatory diseases
of the intestines caused by several causes. Studies have shown that the development of
these diseases is most commonly due to genetic predisposition, external factors such as
stress and smoking, infection, and in some cases, an abnormal immune system reactivity
to components of the gut microbiome.
The genetics of these diseases have not yet been fully elucidated, but it is clear that
genetic factors are more apparent in Crohn's disease than in ulcerative colitis. The most
common genes associated with the development of idiopathic inflammatory bowel
diseases are NOD2/CARD15, NOD1/CARD4, and ICAM-1. It is known that the
NOD2/CARD15 gene is more involved in the development of Crohn's disease, while the
ICAM-1 gene is more involved in the development of ulcerative colitis.
In the methodological part, this thesis aims to demonstrate at least one relevant gene
mutation in 12 probands, of whom six suffered from Crohn's disease, three from
ulcerative colitis, and three were healthy individuals who were related to the affected
individuals. The relevant genomic DNA was isolated from the samples and used in the
PCR method to amplify a specific gene segment. The PCR products were visualized using
gel electrophoresis, then enzymatically purified and sequenced by the GenSeq company.
Finally, the relevant sequences were verified and evaluated using the BLAST
internet tool, the GenBank internet database, and the Geneious Prime program. As a result,
a gene mutation was demonstrated in two cases - NOD1/CARD4 (D372N) and ICAM-1
(K469E).
Idiopathic inflammatory bowel diseases, Crohn's disease, ulcerative colitis, genetic
predisposition, DNA isolation, PCR, electrophoresis, DNA sequencing
Zásady pro vypracování
1. Současný stav dané problematiky: Crohnova choroba a ulcerózní kolitida jsou chronická zánětlivá onemocněnízažívacího traktu nejasné příčiny. Tvoří 12 % ze všech zaznamenaných onemocnění trávicího traktu. Vznik Crohnovy choroby a ulcerózní kolitidy je spojen s celou řadou genů, z nichž mnohé se podílejí na nespecifické imunitní odpovědi. Současné výzkumy ukazují na více než 30 genů mající souvislost právě se vznikem idiopatických střevních zánětů. Podíl genetické predispozice na patogenezi těchto chorob je velmi významný. Se zvýšeným rizikem rozvoje komplikované formy onemocnění souvisí zejména varianty v NOD2/CARD15 genu.
2. Cíl práce: 1. Vyšetření části genu CARD15 u souboru pacientů s Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou (cca 10 vzorků), vyšetření souboru jedinců bez těchto diagnóz (cca 10 vzorků) 2. Klasifikace nalezených SNP
3. Výzkumné otázky: 1. Jaké mutace v analyzované části genu CARD15 se vyskytují u pacientů s Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou? 2. Jaká je frekvence těchto mutací u pacientů s diagnostikovanou Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou ve srovnání se skupinou bez této diagnózy?
4. Popis metodiky: DNA bude izolována z bukálních stěrů. Dále bude následovat PCR amplifikace vybraného úseku pomocí specifických primerů a příprava pro sekvenování, které samotné bude provedeno službou (GenSeq). K analýze sekvencí a klasifikaci nalezených variant budou použity volně dostupné programy a databáze.
5. Předpokládané využití práce v praxi: Upřesnění etiopatogeneze u pacientů s diagnózou Crohnovy choroby a ulcerózní kolitidy. Klasifikace nově nalezených variant v genu CARD15.
Zásady pro vypracování
1. Současný stav dané problematiky: Crohnova choroba a ulcerózní kolitida jsou chronická zánětlivá onemocněnízažívacího traktu nejasné příčiny. Tvoří 12 % ze všech zaznamenaných onemocnění trávicího traktu. Vznik Crohnovy choroby a ulcerózní kolitidy je spojen s celou řadou genů, z nichž mnohé se podílejí na nespecifické imunitní odpovědi. Současné výzkumy ukazují na více než 30 genů mající souvislost právě se vznikem idiopatických střevních zánětů. Podíl genetické predispozice na patogenezi těchto chorob je velmi významný. Se zvýšeným rizikem rozvoje komplikované formy onemocnění souvisí zejména varianty v NOD2/CARD15 genu.
2. Cíl práce: 1. Vyšetření části genu CARD15 u souboru pacientů s Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou (cca 10 vzorků), vyšetření souboru jedinců bez těchto diagnóz (cca 10 vzorků) 2. Klasifikace nalezených SNP
3. Výzkumné otázky: 1. Jaké mutace v analyzované části genu CARD15 se vyskytují u pacientů s Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou? 2. Jaká je frekvence těchto mutací u pacientů s diagnostikovanou Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou ve srovnání se skupinou bez této diagnózy?
4. Popis metodiky: DNA bude izolována z bukálních stěrů. Dále bude následovat PCR amplifikace vybraného úseku pomocí specifických primerů a příprava pro sekvenování, které samotné bude provedeno službou (GenSeq). K analýze sekvencí a klasifikaci nalezených variant budou použity volně dostupné programy a databáze.
5. Předpokládané využití práce v praxi: Upřesnění etiopatogeneze u pacientů s diagnózou Crohnovy choroby a ulcerózní kolitidy. Klasifikace nově nalezených variant v genu CARD15.
Seznam doporučené literatury
BERÁNEK, M., 2016. Molekulární genetika pro bioanalytiky. Praha: Karolinum. ISBN 9788024632247 ČERVENKOVÁ, R., c2009. Crohnova nemoc a ulcerózní kolitida. Praha: Galén. ISBN 978-80-7262-600-7 GABALEC, L. et al., 2009. Kvalita života u Crohnovy nemoci. Časopis lékařů českých. 148 (5), 201–205. ISSN 0008–7335 KOHOUT, Pavel a Jaroslava, PAVLÍČKOVÁ. 2006. Crohnova choroba, ulcerózní kolitida. 1. vyd. Praha: Forsapi, 2006. s. 74. ISBN 978-80-9038-200-8 LUKÁŠ, M., 1998. Idiopatické střevní záněty: nejistoty, současné znalosti a klinický přístup. Praha: Galén. ISBN 80-85824-79-5
Seznam doporučené literatury
BERÁNEK, M., 2016. Molekulární genetika pro bioanalytiky. Praha: Karolinum. ISBN 9788024632247 ČERVENKOVÁ, R., c2009. Crohnova nemoc a ulcerózní kolitida. Praha: Galén. ISBN 978-80-7262-600-7 GABALEC, L. et al., 2009. Kvalita života u Crohnovy nemoci. Časopis lékařů českých. 148 (5), 201–205. ISSN 0008–7335 KOHOUT, Pavel a Jaroslava, PAVLÍČKOVÁ. 2006. Crohnova choroba, ulcerózní kolitida. 1. vyd. Praha: Forsapi, 2006. s. 74. ISBN 978-80-9038-200-8 LUKÁŠ, M., 1998. Idiopatické střevní záněty: nejistoty, současné znalosti a klinický přístup. Praha: Galén. ISBN 80-85824-79-5