Epidemiologia
Opisowa- rozpowszechnienie choroby
Opis  w odniesieniu do osób, miejsca
i czasu, konsekwencje w odniesieniu
Rola epidemiologii molekularnej w
do populacji
Przyczyna
ocenie czynników ryzyka występowania
Epidemiologia
Analityczna  czynniki etiologiczne/
molekularna
ryzyka
chorób. Molekularne i cytogenetyczne
czynniki sprawcze, czynniki
?
markery skutku biologicznego
osobnicze, ekspozycje środowiskowe,
styl życia
brak choroby
i podatności osobniczej.
Medycyna zapobiegawcza
Choroba
Zdrowie publiczne
Epidemiologia molekularna
Proces kancerogenezy w ujęciu
epidemiologii molekularnej:
" zajmuje się wpływem potencjalnych genetycznych
i środowiskowych czynników ryzyka, identyfikowanych na
podstawowym założeniem jest istnienie kontinuum pomiędzy
poziomie molekularnym, na etiologiÄ™, rozpowszechnienie
narażeniem na czynniki toksyczne (kancerogeny), ich
i możliwość zapobiegania chorobom wśród osób
metabolizmem (aktywacja lub deaktywacja), powstawaniem
spokrewnionych i populacjach
adduktów z białkami lub kwasami DNA, zmianami w DNA
(uszkodzenia chromosomów, mutacje), gromadzeniem się
" bazuje na epidemiologii klasycznej, ale wykorzystuje narzędzia
tych zmian i wreszcie pojawieniem siÄ™ raka
biologii molekularnej do oceny częstości występowania chorób
w populacji oraz do poszukiwania potencjalnych czynników
sprawczych
EKSPOZYCJA
dawka
wewnętrzna
wg WHO biomarkerem jest każdy pomiar interakcji
biomarkery
podatności
zachodzÄ…cej w systemach biologicznych z potencjalnymi
dawka
biomarkery
biologicznie
ekspozycji
geny, enzymy
zagrożeniami, mogącymi mieć charakter chemiczny,
skuteczna
addukty, wirusy
fizyczny lub biologiczny. Mierzona odpowiedz
organizmu
wczesna reakcja
czynniki
wywołana tą interakcją może mieć charakter funkcjonalny,
biologiczna
środowiskowe
biomarkery
styl życia
fizjologiczny, biochemiczny na poziomie komórkowym lub
skutku
zmiana struktury
molekularny na poziomie sub-komórkowym.
mutacje, i funkcji
przeciwciała
kliniczna postać
choroby
Znaczenie biologicznych markerów w pomiarze
diagnoza na poziomie ekspozycji i jej skutków (choroby)
molekularnym
1
" biomarkery dawki wewnętrznej:
" Biomarkery ekspozycji sÄ… to obecne wewnÄ…trz organizmu
- pomiar stężenia substancji egzogennej lub jej metabolitów w
mierzalne egzogenne substancje lub ich metabolity lub też produkty
poszczególnych tkankach (krew, mocz, mleko, płyn nasienny,
interakcji między czynnikiem szkodliwym i docelowymi komórkami lub
tkanki uzyskane za pomocÄ… biopsji )
czÄ…steczkami.
" Biomarkery skutków to mierzalne biochemiczne, fizjologiczne,
behawioralne i inne zmiany zachodzące wewnątrz organizmu, które - w
" biomarkery dawki biologicznie skutecznej:
zależności od wielkości  mogą być rozpoznawane jako łączące się z już
- oznaczanie adduktów substancji egzogennych lub ich
obecnymi lub mogącymi się pojawić póz
niej zaburzeniami zdrowotnymi i
metabolitów z białkami lub DNA (krew, tkanki uzyskane za
chorobami.
pomocą biopsji, złuszczone komórki płuc)
" Biomarkery wrażliwości są wskaz
nikami wrodzonej lub nabytej
zdolności organizmu do odpowiedzi wywołanej ekspozycją na
specyficzny czynnik szkodliwy.
Limfocyty krwi obwodowej człowieka (LKOC)
Ocena ekspozycji
" Całkowita liczba LC ~ 50x109, z tego tylko 2% LKOC, reszta w tkankach
i narzÄ…dach.
" addukty z białkami  brak systemów naprawczych -nie ulegają
-LKOC to populacja komórek o dominującej fazie G0, w której procesy
biofizyczne i biochemiczne sÄ… zminimalizowane.
naprawie:
" Skład LKO : L małe; 80 - 90% średnie; ~ 5%, duże do 15%,
- głównie hemoglobina (erytrocyt żyje ~120 dni) - wskaz
nik
~~70% LKOC to limfocyty-T, pozostałe typu B,
narażenia skumulowanego; identyfikacja za pomocą
T/B zmienia siÄ™ z wiekiem.
chromatografii gazowej z detekcjÄ… masowÄ… (GC-MS)
" W warunkach in vivo tylko 0.2% LKOC podlega stymulacji pod wpływem
- albuminy (~ 28 dni)
antygenów i przechodzi do fazy syntezy DNA.
metody immunochemiczne lub hydroliza przyłączonych związków
" Czas życia LC jest zróżnicowany:
" addukty z DNA  charekter przedmutacyjny, mogą zostać
- 90% LC jest długo życiowych (T1/2 ~ 3lata, kilka a nawet dziesiątki lat)
naprawione lub dać początekmutacjom
- 10 % jest krótko życiowych (T1/2 ~ 1-10 dni).
Ocena uszkodzeń materiału genetycznego metodą
Dlaczego Limfocyty krwi obwodowej człowieka (LKOC) informują o
elektroforezy DNA jądrowego pojedynczych komórek
uszkodzeniach DNA wywołanych ekspozycją środowiskową?
single cell gel electrophoresis - SCGE assay /COMET
% DNA
" LKOC należą w 80% do grupy wymiennej, tzn opuszczają
krew obwodową, wędrują do śledziony, węzłów itp. i wracają do
KO.
Øð Å›redni czas obecnoÅ›ci "wÄ™drujÄ…cego" limfocytu w KO
~ 30 min.
Øð czas recyrkulacji grupy wymiennej ~ 12 godz,
TL-DNA  długość ogona komety
oznacza to, że uszkodzenie DNA prowadzące w konsekwencji Moment ogonowy (tail moment )TM = %DNA x TL-DNA
do mutacji lub aberracji chromosomowej wywołane
Ocena uszkodzeń DNA opiera się na ocenie obrazu w mikroskopie
gdziekolwiek w organizmie, będzie prezentowane również w
fluorescencyjnym przy użyciu kamery cyfrowej i systemu automatycznej
krwi obwodowej człowieka
analizy obrazu
2
Analiza cytogenetyczna
aberracji chromosomowych OCENA PODATNOSCI
" ocena polimorfizmu genów odpowiedzialnych za procesy
biotransformacji i detoksykacji (transferaza S-glutationowa, N-
acetylotransferaza, indukcja enzymu CYP1A1)
" test kometowy zastosowany do oceny wydajności procesów
Zaburzenia monitorowane w limfocytach krwi obwodowej:
naprawczych
I mitoza: częstość aberracji chromosomowych (CSA), aberracji
chromatydowych (CTA), częstość wszystkich aberracji TAbF, procent
komórek z aberracjami - AbC.
II mitoza: częstość wymian chromatyd siostrzanych (SCE),
procent komórek ze znamiennie wyższym poziomem częstości wymian
(HFC  high frequency cells)
Epidemiologia molekularna
" Pozwala na lepsze zrozumienie patomechanizmów choroby
" określenie podatności genetycznej na podstawie markerów molekularnych,
Wydajność naprawy DNA oceniona w oparciu o
a nie informacji zastępczych (np. rodzinna historia występowania choroby)
" poprawia trafność i redukuje błędy przy oszacowaniu narażenia
odpowiedz
komórek na dawkę pobudzającą
środowiskowego
promieniowania i zmierzona szybkÄ… metodÄ… kometowÄ…
" stwarza możliwość szacowania subklinicznych lub wczesnych wskaz
ników
może być pomocna w diagnozie który z pacjentów jest
choroby
bardziej podatny na terapię i jaką mocną dawkę można
" dostarcza nowych standardów dla epidemiologii opisowej : redukuje
dla niego zastosować
niejednorodność w klasyfikacji choroby (testy molekularne stosowane do
identyfikacji przypadków choroby  grupy bardziej homogenne)
" poprawia dokładność badań analitycznych  wpływ czynników
genetycznych i środowiskowych oraz ich interakcji dla rozwoju choroby może
być znacznie precyzyjniej określony.
3