Toxikogenomika - Toxicogenomics

Toxikogenomika je subdisciplína farmakologie která se zabývá shromažďováním, interpretací a ukládáním informací o gen a protein činnost v rámci konkrétního buňka nebo tkáň z organismus v reakci na expozici toxické látky. Toxikogenomika se kombinuje toxikologie s genomika nebo jiné vysoce výkonné technologie molekulárního profilování, jako je transkriptomika, proteomika a metabolomika.[1][2] Toxikogenomika se snaží objasnit molekulární mechanismy vyvinuté při expresi toxicity a odvodit vzorce molekulární exprese (tj. Molekulární biomarkery ), které předpovídají toxicitu nebo genetickou náchylnost k ní.

Farmaceutický výzkum

Ve farmaceutickém výzkumu je toxikogenomika definována jako studium struktury a funkce genom protože reaguje na nepříznivou expozici xenobiotikům. Jedná se o toxikologickou subdisciplínu farmakogenomika, který je obecně definován jako studium interindividuálních variací v celém genomu nebo kandidátském genu jedno-nukleotidový polymorfismus mapy, haplotyp značky a úpravy v genová exprese které mohou korelovat s odpověďmi na léky.[3][4] Ačkoli se pojem toxikogenomika v literatuře poprvé objevil v roce 1999,[5] v té době již byl ve farmaceutickém průmyslu běžně používán, protože jeho původ byl poháněn marketingovými strategiemi od prodejních společností. Termín stále není všeobecně přijímán a další nabízejí alternativní termíny jako např chemogenomika popsat v podstatě stejný studijní obor.[6]

Bioinformatika

Povaha a složitost dat (v objemu a variabilitě) vyžaduje vysoce rozvinuté procesy automatizované manipulace a skladování. Analýza obvykle zahrnuje širokou škálu bioinformatika a statistika,[7] často včetně statistická klasifikace přístupy.[8]

Objevování drog

Ve farmaceutickém průmyslu objev drog a rozvoj se ke studiu možné používá toxikogenomika nepříznivý (tj. toxický ) účinky farmaceutických léky v definovaném modelové systémy za účelem vyvození závěrů o toxickém riziku pro pacienty nebo životní prostředí. Oba Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států (EPA) a Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) v současné době vylučují, aby bylo regulační rozhodování založeno pouze na datech genomiky. Podporují však dobrovolné předkládání dobře zdokumentovaných a kvalitních údajů o genomice. Obě agentury zvažují použití předložených údajů případ od případu pro účely hodnocení (např. Za účelem objasnění mechanismu činnosti nebo přispění k přístupu založeném na závažnosti důkazů) nebo k naplnění příslušných srovnávacích databází podporou paralelních podání údajů o genomice a výsledků tradičních toxikologických testů.[9]

Veřejné projekty

Chemické účinky v biologických systémech je projekt pořádaný Národní ústav environmentálních zdravotnických věd budování znalostní základny toxikologických studií včetně designu studie, klinické patologie a histopatologie a toxikogenomická data.[10][11]

InnoMed PredTox hodnotí hodnotu kombinace výsledků z různých omics technologie spolu s výsledky konvenčnějších toxikologických metod v informovanějším rozhodování v předklinickém hodnocení bezpečnosti.[12]

Open TG-GATEs (Toxicogenomics Project-Genomics Assisted Toxicity Evaluation System) je japonské veřejno-soukromé úsilí, které publikovalo genovou expresi a patologické informace pro více než 170 sloučenin (většinou drog).[13]

Konsorcium pro prediktivní testování bezpečnosti si klade za cíl identifikovat a klinicky kvalifikovat bezpečnostní biomarkery pro regulační použití jako součást FDA "Iniciativa kritické cesty".[12]

ToxCast je program pro predikci nebezpečí, charakterizaci cest toxicity a stanovení priorit testování toxicity environmentálních chemikálií na Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států.[14]

Tox21 je federální spolupráce zahrnující Národní institut zdraví (NIH), Environmental Protection Agency (EPA) a Food and Drug Administration (FDA), je zaměřena na vývoj lepších metod hodnocení toxicity.[15] V rámci tohoto projektu byly toxické účinky chemických sloučenin na buněčné linie odvozené z Projekt 1000 genomů jednotlivci byli hodnoceni a byly určeny asociace s genetickými markery.[16] Části těchto údajů byly použity v rámci NIEHS-NCATS-UNC DREAM Toxikogenetics Challenge za účelem stanovení metod předpovědí cytotoxicity pro jednotlivce.[17][18]

Viz také

Reference

  1. ^ Sdělování informací o toxikogenomice neexistujícím odborníkům: Shrnutí semináře. Národní akademie Press. 2005. doi:10.17226/11179. ISBN  978-0-309-09538-9. PMID  20669449.
  2. ^ Hamadeh HK, Afshari CA, vyd. (2004). Toxikogenomika: Principy a aplikace. Hoboken, NJ: Wiley-Liss. ISBN  0-471-43417-5.
    Omenn GS (listopad 2004). „Recenze knihy: Toxikogenomika: principy a aplikace“. Environ. Perspektiva zdraví. 112 (16): A962. PMC  1247673.
  3. ^ Lesko LJ, Woodcock J (2004). „Překlad farmakogenomiky a farmakogenetiky: regulační perspektiva“. Recenze přírody. Objev drog. 3 (9): 763–9. doi:10.1038 / nrd1499. PMID  15340386.
  4. ^ Lesko LJ, Salerno RA, Spear BB, Anderson DC, Anderson T, Brazell C, Collins J, Dorner A, Essayan D, Gomez-Mancilla B, Hackett J, Huang SM, Ide S, Killinger J, Leighton J, Mansfield E, Meyer R, Ryan SG, Schmith V, Shaw P, Sistare F, Watson M, Worobec A (2003). „Farmakogenetika a farmakogenomika ve vývoji léčiv a regulačním rozhodování: zpráva o prvním workshopu FDA-PWG-PhRMA-DruSafe“. Journal of Clinical Pharmacology. 43 (4): 342–58. doi:10.1177/0091270003252244. PMID  12723455.
  5. ^ Nuwaysir EF, Bittner M, Trent J, Barrett JC, Afshari CA (1999). „Microarrays and toxicology: the advent of toxicogenomics“. Molekulární karcinogeneze. 24 (3): 153–9. doi:10.1002 / (SICI) 1098-2744 (199903) 24: 3 <153 :: AID-MC1> 3.0.CO; 2-P. PMID  10204799.
  6. ^ Fielden MR, Pearson C, Brennan R, Kolaja KL (2005). „Preklinická analýza bezpečnosti léčiv chemogenomickým profilem v játrech“. American Journal of Pharmacogenomics. 5 (3): 161–71. doi:10.2165/00129785-200505030-00003. PMID  15952870.
  7. ^ Mattes WB, Pettit SD, Sansone SA, Bushel PR, Waters MD (březen 2004). „Vývoj databáze v toxikogenomice: problémy a úsilí“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 112 (4): 495–505. doi:10,1289 / ehp.6697. PMC  1241904. PMID  15033600. Archivovány od originál dne 2008-07-04.
  8. ^ Ellinger-Ziegelbauer H, Gmuender H, Bandenburg A, Ahr HJ (leden 2008). „Predikce karcinogenního potenciálu krysích hepokarcinogenů pomocí toxikogenomické analýzy krátkodobých studií in vivo“. Mutační výzkum. 637 (1–2): 23–39. doi:10.1016 / j.mrfmmm.2007.06.010. PMID  17689568.
  9. ^ Corvi R, Ahr HJ, Albertini S, Blakey DH, Clerici L, Coecke S, Douglas GR, Gribaldo L, Groten JP, Haase B, Hamernik K, Hartung T, Inoue T, Indans I, Maurici D, Orphanides G, Rembges D „Sansone SA, Snape JR, Toda E, Tong W, van Delft JH, Weis B, Schechtman LM (březen 2006). „Zpráva ze schůzky: Validace testovacích systémů založených na toxikogenomice: úvahy ECVAM-ICCVAM / NICEATM pro regulační použití“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 114 (3): 420–9. doi:10,1289 / ehp.8247. PMC  1392237. PMID  16507466. Archivovány od originál dne 2008-10-17.
  10. ^ Waters MD, Fostel JM (2004). „Toxikogenomika a toxikologie systémů: cíle a vyhlídky“. Genetika hodnocení přírody. 5 (12): 938–948. doi:10.1038 / nrg1493. PMID  15573125.
  11. ^ Collins BC, Clarke A, Kitteringham NR, Gallagher WM, Pennington SR (říjen 2007). "Využití proteomiky k objevení časných markerů toxicity léku". Názor odborníka na metabolismus a toxikologii drog. 3 (5): 689–704. doi:10.1517/17425255.3.5.689. PMID  17916055.
  12. ^ A b Mattes WB (2008). „Úsilí veřejného konsorcia v toxikogenomice“. V Mendrick DL, Mattes WB (eds.). Základní pojmy v toxikogenomice. Metody v molekulární biologii. 460. str. 221–238. doi:10.1007/978-1-60327-048-9_11. ISBN  978-1-58829-638-2. PMID  18449490.
  13. ^ Igarashi Y, Nakatsu N, Yamashita T, Ono A, Ohno Y, Urushidani T, Yamada H (leden 2015). „Otevřené TG-GATE: rozsáhlá databáze toxikogenomiky“. Výzkum nukleových kyselin. 43 (Problém s databází): D921–7. doi:10.1093 / nar / gku955. PMC  4384023. PMID  25313160.
  14. ^ Dix DJ, Houck KA, Martin MT, Richard AM, Setzer RW, Kavlock RJ (leden 2007). „Program ToxCast pro stanovení priorit testování toxicity chemických látek v životním prostředí“. Toxikologické vědy. 95 (1): 5–12. doi:10.1093 / toxsci / kfl103. PMID  16963515.
  15. ^ „Toxikologie v projektu 21. století“. www.ncats.nih.gov.
  16. ^ Abdo N, Xia M, Brown CC, Kosyk O, Huang R, Sakamuru S, Zhou YH, Jack JR, Gallins P, Xia K, Li Y, Chiu WA, Motsinger-Reif AA, Austin CP, Tice RR, Rusyn I, Wright FA (květen 2015). „Populační hodnocení chemikálií in vitro a koncentrace-odezva chemických látek: vysokovýkonná screeningová studie 1000 genomů“. Perspektivy zdraví a životního prostředí. 123 (5): 458–66. doi:10,1289 / ehp.1408775. PMC  4421772. PMID  25622337.
  17. ^ „Toxikogenetická výzva NIEHS-NCATS-UNC-DREAM“. Sage Bionetworks.
  18. ^ „DeepTox: Hluboké učení pro predikci toxicity“. Institute of Bioinformatics, Johannes Kepler University Linz.

externí odkazy