Dr. Volkan Hancı
Temel Buluşlar
Mendel Miescher Avery Watson & Crick 1865 1871 1944 1953
Temel Buluşlar
•
Watson ve Crick
•
1953
•
DNA’nın moleküler yapısı
•
“Genetik devrim”
•
Hızlanan ve genişleyen bir şekilde tıbbın
tüm alanlarını etkilemekte
• 1966 M Nirenberg, Har Gobind Khorana ve Robert Holley-Genetik kod • 1972 Stanley Cohen and Herbert Boyer- Rekombinant DNA teknolojisi • 1977 Frederick Sanger, A Maxam and W Gilbert – DNA Dizi Analizi • 1982 GenBank
• 1983 Hungtington Hastalığının geni DNA markerları ile haritalandı • 1984 İnsan genom dizileme
• 1985 PCR Müsküler Distrofi geni tanımlandı (pozisyonel klonlama) • 1986 İlk otomatik DNA dizi analizi makinesi
International Nucleotide Sequence Database Consortium • 1989 Kistik Fibrozis geni tanımlandı (pozisyonel klonlama)
Genom
“Her organizmanın yaşamsal işlevlerini devam ettirebilmesi için gerekli tüm genetik bilgiyi içeren materyale,
genom adı verilir.”
Gen
Gen
“
“Fonksiyonel bir ürün (protein/RNA) oluşturabilen Fonksiyonel bir ürün (protein/RNA) oluşturabilen DNA parçasına gen adı verilir.”
DNA
Bazlar Gen A T C G Hücre Çekirdek KromozomlarDNA
(Kromozom)• İnsandaki her proteinin moleküler yapısı, DNA ile kodlanmıştır.
• DNA molekülü dallanma göstermeyen bir nükleotid polimeridir.
• Her nükleotid deoksiriboz olarak bilinen bir şeker grubu, azotça zengin pürin (adenin, guanin) veya pirimidin (timin, sitozin) bazlarından birini ve fosfat grubunu içermektedir. • DNA hücre nukleusunda çift sarmal yapıda bulunmaktadır. • Bu sarmal yapı Chargaff kuralı olarak adlandırılan A-T ve
C-G bazları arasında oluşan düşük enerjili hidrojen bağları ile korunmaktadır.
• DNA molekülündeki genetik bilgi polimer boyunca yer alan üçlü nükleotidlerde şifrelenmektedir (Genetik kod)
DNA
RNA
Protein
Çekirdek DNA bazları mRNA DNA Protein Ribozom Hücre membranı Gen aa zinciri• Her bir DNA zinciri hücre nukleusunda RNA polimeraz tarafından katalizlenen mesajcı RNA oluşumu için kullanılan ana zincir oluşturmaktadır.
• DNA transkripsiyonunun zamanı ve miktarı ayrıca promoter bölgedeki transkripsiyon faktör olarak da bilinen çeşitli gen regulatör proteinler sorumludur.
• Promoter bölgeden uzakta spesifik DNA dizisi olarak bilinen enhancer (arttıran ) bölge ile düzenlenmiştir.
• Promoter ve enhancer bölgeler birlikte kopyalanmış mRNA nın miktarının düzenlenmesini ayarlarlar.
• Transkripsiyondan sonra intronlar (kodlanmayan bölge) splicesome enzimi ile kesilip mRNA dan uzaklaştırılır; geriye kalan exonlar (kodlanan bölge) mRNA oluşturmak üzere diziye katılırlar.
• Oluşmuş mRNA hücre sitoplazmasında vücutta oluşturacağı proteine taşınmak üzere ribozomal taşınmaya uğrar.
• Her üç mRNA dizisi kodon olarak adlandırılır ve her kodon bir aminoasid kodlar.
• İnsanoğlunun 23 çift kromozomu mevcuttur. • Alel ise bir genin iki
yada daha fazla alternatif formunun aynı kromozomal bölgede bulunmasıdır.
DNA dizindeki değişikliklere Mutasyon denir. Toplumdaki görülme sıklığı %1 den azdır;
Polimorfizim ise %1 den fazla değişime verilen ad olmuştur.
Alel değişimi ikincil başka tip mutasyonları oluşturabilir. • insersiyon,
• delesyon,
• translokasyon,
•
Mutasyonların çoğu sessiz olmasına rağmen
allel varyasyonları, organizmanın fenotopini
anlamlı olarak değiştirebilir.
•
Allel varyasyonları, ilaç metabolizma, etki ve
yan etkilerini etkileyebilir.
•
Mutasyonun varlığında ebeveynden birinden
mutasyonlu,
diğerinden
normal
allelin
gelmesiyle ortaya çıkan duruma heterozigotluk
denir.
•
Mutasyonun her iki ebeveynden mutasyonlu
alellerin gelmesiyle ortaya çıkan duruma
homozigotluk denir.
• Bazı mutasyonlar dominant bir biçimde hareket ederek bazı hastalıklar için tek anormal gen kopyası oluşturur.
• Aksi şekilde her iki kromozomda bu anormal gen kopyaları resesif olup hastalığın ortaya çıkmasına yol açabilir. • Kistik fibroz ve orak hücreli anemi
mendel kalıtsal tiplemesine örnektir. Bu tipleme genetik kodda tek yada birçok değişikliği içermektedir.
• İnsan genetiği veya allel farklılığında en sık mutasyon SNP (SİNGLE NUKLEOTİD POLİMORFİZMİ) nokta mutasyonudur.
• Bu güne kadar 13 milyondan fazla nokta mutasyonu saptanmıştır.
Gen polimorfizmi
Numaradan önceki harf, nükleotidin gen lokusunda en sık bulunduğu yeri gösterir (major alel-wild type).
Numaradan sonraki harf ise nukleotidin mutasyonunu ya da minor alelini gösterir.
• A118G SNP µ- opioid gen kodu:
• Nukleotidde adeninin 118.kodondaki guanin çifti ile yer değiştirdiğini gösterir. Alternatif olarak bu polimorfizm 118 A/G yada 118A>G olarak gösterilebilir.
•
Polimorfizmi kodlama, tek gen kotunu veya
aminoasit değişimini, değişen aminoasit için üç
harf kısaltması olarak kullanır.
•
Asp70Gly polimorfizmi bütirilkolinesteraz
geninde glisinin aspartat yerine 70. aminoasit
de geçtiğini gösterir.
En sık kullanılan üçüncü polimorfizm
sınıflandırılması
değişik
alelleri
numaralandırmayı içerir.
(örn *1)
örneğin CYP2D6*5 aleli sitokrom p 450
enziminin
5.varyasyonu
2D6
olarak
Genetik Mutasyonlar
• Koroner arter hastalıkları, HT, MI
• Nörokognitif disfonksiyon
• Renal bozukluklar
• Ven grefti restenozu
• Postoperatif tromboz
• Vasküler reaktivite
• Şiddetli sepsis
• MODS
Genomik ve Perioperatif Risk
• Plazminojen aktivatör inhibitör -1 (PAI-1) geninin 675.
pozisyonunda insersiyon/delesyon polimorfizmi: CABG sonrası artmış erken greft tromboz riski
• PAI-1 genotipi: MI insidansında etkili
• Trombosit glikoprotein IIIa polimorfizmi (PIA2): Artmış trombosit agregasyonu: CABG takiben trombotik koroner arter tıkanması, yüksek postop troponin I seviyeleri, MI, ex • Faktör V leiden mutasyonu: Kardiyak olmayan cerrahiler
sonrası artmış trombotik komplikasyonlar
• Kardiyak cerrahi olgularında postop kan kaybının ve transfüzyona bağlı komplikasyonların azalması
Genomik ve Perioperatif Risk
• IL 6 geni promotor bölge polimorfizmi: CABG sonrası inflamatuar yanıt artışı, hastanede kalış süresi uzaması
• Apoprotein E genotipi, TNF genlerindeki bazı varyasyonlar: CABG sonrası proinflamatuvar etkiler
• IL10 geni (1082 G>A) SNP: CABG sonrası IL10 salınımının modülasyonu, postoperatif kardiyovasküler disfonksiyon • Endotelyal NO sentetaz 894 G>T; ACE I/D polimorfizmi: Alfa
adrenerjik stimulusa (fenilefrin) karşı önemli ölçüde artmış vasküler cevap
• Alfa-2 adrenerjik reseptör variabilitesi: Trakeal entübasyona bağlı stresli uyarılara karşı artmış MAP
Genomik ve Perioperatif Risk
• ACE gen polimorfizmi: CABG sonrası komplikasyon, mortalite, restenozda etkili
• Beta -2 adrenerjik reseptör aktivitesini modüle eden
polimorfizmler: Kardiyak cerrahiyi takiben gelişen major olumsuz kardiak olaylar ve ölüm ile ilişkili
• APOE E4 genotipi CABG sonrası olumsuz serebral sonuçlar • APOE: genotipi deneysel çalışmalarda serebral I/R hasarı,
intrakraniyal hemoraji, kafa travması, akut beyin hasarı iyileşmesinde rol oynar
• APOE E2: İnfantlarda kardiak cerrahi sonrası beyin gelişimi ile ilgili olumsuz sekel riskini arttırır.
• PIA2 alleli: CABG sonrası nörokongnitif fonksiyonlarda daha şiddetli azalma
• APOE E4 geni, IL6 geni promotor bölgesi, anjiotensin geni polimorfizmleri: CABG sonrası Akut renal hasar ile ilişkili
• ACE geni I/D polimorfizmi: CABG sonrası uzayan mekanik ventilasyon gereksinimi ve ARDS gelişimine yatkınlık
• 6. kromozomda lenfotoksin alfa (LTA) ve TNF-Alfa komşu genlerinde hiposekretör haplotip ve IL6 174G>C genpolimorfizmleri: Birbirinden bağımsız olarak CABG sonrası uzamış mekanik ventilasyon riski
• Bu ilişki off-pump CABG geçirenlerde daha az: Genetik tarama ile yüksek riskli olgularda off-pump CABG ???
İnsan Genom Projesi;
• Hastalara göre ilaçların,değişen yanıtlarını belirlemek için bilgi sağlamaktadır.
• Her hasta verilen ilaca yanıt veren, vermeyen ve yan etki veren olmak üzere çeşitli yanıtlar verebilir.
• 1994 de Amerika Birleşik Devletlerinde yüzbini aşkın ölüme sebebiyet veren iki milyondan fazla yan etki bildirilmiştir.
• ABD de adverse drug reaction (ADR)’nin yıllık maliyete etkisi 1.56-4 milyon dolardır
.
Lazarou J, Pomeranz BH, Corey PN. Incidence of adverse drug reactions in hospitalized patients: a meta-analysis of prospective studies. JAMA1998;279:1200–5.
Farmakogenetik ve Anestezi
• Bir molekülün klinik etkisi farmakokinetik ve
farmakodinamik özelliklere bağlıdır. • Bu emilim,dağılım ve
•
Farmakogenetik vucudun ilacı absorbe
etme, taşıma, metabolize etme, ilacı ve
metabolitlerini itrah etme yeteneği ile
sınırlı alanda çalışır.
•
Daha geniş anlamda ise genetik temelli
ilaca yanıt değişikliklerini kapsar.
• Anestezide, ilaç metabolizmasında devreye giren enzimler molekülleri aktive edebildikleri gibi inaktive de edebilirler. Metabolizmanın büyük bir bölümü karaciğerde oluşmaktadır. • Hepatik metabolizma molekül transportları da hepatositler
içinde yapmaktadır.
• Cytocrome P450’ler faz l’in başlıca enzimleridir.
• Üridine glucuronyl transferaz (UGT)’ler faz ll’nin için gereklidir.
• Bazı ilaçlarlar ise doku seviyesinde veya kan dolaşımı içinde metabolize olur.
Plazma pseudokolinesteraz
Butyrilcholinesteraz (BCHE) gen varyasyonu
• 1956: genetik temel tanımlandı
• Sch ve mivakuryum etkinliği genetikten etkilenmektedir Bu enzim daha birinci dakikalarda enjekte edilen dozun %90 nını inaktif hale getirir. • Normalde 1-1.5 mg/kg yapılan Süksinilkolin yapılışından 5-10 dakika
sonra yıkıma uğrar.
• 20 den fazla BCHE gen varyantı
• Heterojen (tek alel) psödokolinesteraz Asp70Gly polimorfizmi daha az etkin form oluşmasına neden olur (Sch etkisi 3-8 kat uzar).
• Homozigot psödokolinesteraz (her iki alel) Asp70Gly polimorfizmine sahip bireyde Sch etkisi 60 kat uzar.
•
Pseudokolinesterazı E 1(CHE1) geni
3q26.1’lokalizedir.
•
Sık görülen U(usual) alelinin yanı sıra çeşitli
düşük aktiviteli varyantlar(‘’atypical’’A,’’flouide
resistant’’ F,’’Kalow’’ K ve J varyantı,
•
CHE1 genindeki anlamsız
mutasyonlar/delesyonlar ile oluşan sessiz
alellerde (S) bulunmuştur.
Plazma pseudokolinesteraz
•
Sık görülen alelin homozigot(U/U) ve heterozigot
olduğu(U/S,U/J,U/K,U/A,U/F) durumlarda
duyarlılık normaldir.
•
A/K genotipli bireylerde duyarlılık nadiren
artmakla birlikte A/J,F/F,F/S,A/F genotipli
bireylerde orta derecede artmıştır.
•
Atipik ve silent fenotipi oluşturan A/A,A/S,S/S
genotipli bireylerde ise duyarlılık aşırı derecede
artmıştır.
Plazma pseudokolinesteraz
Malign Hipertermi Genetiği
• Malign Hipertermi, iskelet kası kalsiyum
metabolizmasının nadir görülen otozomal
dominant genetik bir hastalığıdır.
• Yatkın biraylere volatil ajanlarla uygulanan genel
anestezi veya süksinil kolin ile tetiklenir
• İskelet kası hipermetabolizması, rijidite,
taşikardi, taşipne, hemodinamik instabilite,
artmış oksijen tüketimi, karbondioksit üretimi,
ateş, laktik asidoz
• MH ile ilgili farmakogenetik çalışmalar ryanodin reseptör geninde pek çok genetik varyasyonlar saptamış (RYR1).
• RYR1 geni kromozom 19q (uzun kolu)
• %50 olguda bu gende mutasyon içerdiği gösterilmiştir
• Mutasyonların yanı sıra, Eksitasyon-kontraksiyon eşleşmesini regüle eden fonksiyonel ve/veya yapısal olarak ilişkili proteinlerden kayaklanan fenotip
• Klinik MH heterojenite
• MH yatkınlık bir çok gen ve çevre arasındaki kompleks etkileşim
• Diagnostik test: Kafein halotan kontraksiyon testi: İnvaziv ve potansiyel olarak spesifik değil
• Poligenetik determinizm, değişken penetrasyon: Genel popülasyonda MH yatkınlık için genetik test
önerilmemekte
• Ailelerinde etkilenmiş bireyler olanlara yapılması ise mortalite ve morbiditeyi büyük ölçüde azaltma
potansiyeline sahip
Genetik ve Anestezik ajanlara yanıt
• Artmış anestezik ihitiyacın genetik temeli
• Kızıl saçlı bireylerde koyu saçlılara kıyasla desfluran gereksinimi artmıştır
• Propofol ve alkole yetkınlığı kontrol eden spesifik kromozom bölgeleri
• GABA A reseptörü beta 3 alt birimini kodlayan gende nokta mutasyonu: reseptörü etomidat ve propofole karşı
duyarsızlaştırır.
• GABA A reseptörü beta 2 alt birimi nokta mutasyonu:
etomidatın sedatif ve hipotermik etkilerine karşı duyarlılıkta azalma
• GABA A, 5-HT3, AMPA, kainat, asetilkolin, alfa 2 adrenerjik reseptörler ve potasyum kanallarını içeren bir çok reseptör geni MAK’ın direkt mediatörü olarak şu ana kadarki
çalışmalarda etkili bulunamamıştır.
• Glisin, NMDA reseptör ve sodyum kanal genleri muhtemel adaylardır.
• Sonuçların hipnoz, amnezi ve analjeziyi kapsamadığı belirtilmektedir.
Genetik ve Ağrıya yanıt
• Sitokrom P450 D6 (CYP2D6)
• 12 bilinen mutasyon – CYP2D6 aktivitesi tetramodal dağılımı • Günümüzde CYP2D6 fenotipi %95 güvenirlilik ile
belirlenmekte
• Çok hızlı metabolize edenler (populasyonun %5-7’si) • Yaygın metabolize edenler (%60)
• Orta düzeyde metabolize edenler (%25) • Kötü metabolize edenler (%10)
• CYP2D6 fonksiyonunu bozan allel kalıtımı sonucunda;
• İlacı kötü metabolize edenler: Analjezi oluşmadığı
halde ana ilacın yan etkileri (örn: yorgunluk) artması ile
sonuçlanır.
•
Yaygın metabolize edenler: kodein alımından sonra
artan bir uyuklama görülür.
• Bazı haller de ise, kodein çok hızlı metabolize
edenlerde: antitussif etkisi için reçete edilirse de
mekanik ventilasyon ihtiyacına gerektirecek komaya
sebep olabilir.
• Sistemik morfin analjezisinin düzeyi 10. kromozomda
OPRM (mü-opioid reseptörü) geni ile modüle edilir
• Aynı reseptör nitröz oksit analjezisinden de
sorumludur.
• OPRM polimorfizmleri ile morfinin analjezik etkisi
arasında korelasyon bulunur
• OPRM 118A>G polimorfizmi morfin-6-glukuronite
verilen yanıtta azalma ile ilişkili.
G118 alelini
taşıyanlar yüksek opioid dozunu daha çok tolere eder.
• Morfin 3-6 glukonidasyonundan sorumlu enzim
uridildifosfoglikosil transferazdır(UGT).
• Morfin-6-glukuronid, morfine nazaran on kez daha
yüksek analjezik bir etkiye sahiptir,
morfin-3-glukuronid ise daha az analjeziktir.
• Morfin-6-glucuronid böbreklerden atılır. Böbrek
yetmezliğinde organizmada birikir.
• C161T ve C802T üridindifosfat glikosil transferaz gen
polimorfizmi olan hastalarda morfin glukronizasyonu
daha hızlıdır.
• CYP2D6 genotipi kodeinin yanında diğer opioidlerin metabolizmasını da etkiler.
• Tramadol metabolizmasında CYP2D6 polimorfiziminin etkili olduğunu göstermiştir.
• CYP2D6*1 aleli bulunan ve abdominal cerrahi geçiren hastalarda; analjezik ihtiyacının 2 kat daha fazla olduğunu saptamış ve bu da artmış tramadol metabolizmasına bağlamıştır.
• CYP2D6 alelleri ayrıca metadon metabolizması ile de ilişkilidir.
• CYP3A4 diğer opioidlerin metabolizmasında da önemli bir yer tutar. Örneğin:fentanil, alfentanil, sufentanil.
• CYP3A4 metabolizması kadınlarda erkeklerden %40 daha hızlıdır.
• Bu da kadın cinsiyetin total intravenöz anesteziden 3 kat daha hızlı uyanıp derlenmesini açıklar.
• CYP3A4 ve CYP3A5 familyası, hipnotikler (ör.midazolam), antihipertansifler (ör. nefedifin) veya antibiotikler
(ör.eritromisin) gibi bir çok molekülleri metabolize ederler. • Pek çok benzodiazepin hepatik sitokrom p 450 enzimi ile
metabolize olur ve idrar veya safra ile atılır.
• Diazepamın yarılanma ömrü homozigot aleli olanlarda CYP2C19 G681A polimorfizimine sahip kişilerde hepatik aktivite 4 kat daha azalmış olarak karşımıza çıkmaktadır.
• Bu durum karşımıza klinik olarak uzamış sedasyon olarak çıkar. • Midazolamın atılımı ve temizlenmesi konusunda sitokrom
CYP3A4 ve CYP3A5 genlerinde polimorfizim gösterilmesine rağmen bu polimorfizimin klinik etkileri azdır.
• Çünkü alternatif metabolize ve atılım yolları mevcuttur.
Genetik ve Perioperatif Dönemde Kullanılan
Diğer İlaçlar
•
Halotan sitokrom enzimi olan CYP2E1 ile
metabolize edilir.
•
Halotan hepatiti 1/10.000 hastada
görülmektedir.
•
Bu hepatitin ailesel olduğu düşünülse de
CYP2E1 enzimi aynı zamanda kilo, diet, alkol
alımı ve yaşa bağlı olarak da etkinliği değişim
gösteren bir enzim olup bu zamana kadar belli
bir polimorfizmi gösterilememiştir.
Nitröz Oksit ve Genetik
• Selzer ve ark. beklenmedik nörolojik bozulma ve ölümle sonuçlanan bir çocukta 2 kez kısa süre nitröz oksit
maruziyetinde kaldığı belirtilmiş postmortem çalışmalarında; • 5-10 metilentetrahidrofolat reduktaz enziminin (folat
metabolizma defekti oluşturan) defektif olduğu saptanmış. • 5-10 metilentetrahidrofolat reduktaz geninin en sık görülen 2
mutasyona sahip olduğu gözlemlenmiştir.(C677Tve A1298C) • Nitroz oksit B 12 vitaminindeki kobalt atomunu irreversibl
olarak okside eder ;kobalt bağımlı enzim olan metionin sentazın aktivitesi inhibe olur.
• Metionin sentetaz 5 metiltetrahidrofolat ve homosisteini tetrahidrofolat ve metionine katalizler.
• Bu olguda; bulgular ve gelişen olaylar 5 metiltetrahidrofolat sentezinin 5-10 metiltetrahidrofolat reduktaz mutasyonu sonucu metiyonin sentazın nitrikoksit tarafından kısmi ya da tamamen, inaktivasyonu sonrası beyindeki metiyonin defekti ve sonuç olarak ölümü getirmiştir.
• MTHRF gen mutasyonu olanlarda Nitröz Oksit anestezisi sonrasında Homosistein düzeyleri artar
Nagele P, Zeugswetter B, Wiener C, Burger H, Hüpfl M, Mittlböck M, Födinger M. Influence of
methylenetetrahydrofolate reductase gene polymorphisms on homocysteine concentrations after nitrous oxide anesthesia. Anesthesiology. 2008 Jul;109(1):36-43
Yoğun Bakım ve Genetik
• Sepsise karşı yatkınlık ve sepsiste mortalite
farklılıkları oluşturan polimorfizimler:
• Liposakkarid bağlayan protein (LBP),
Bakterisidal/permeabilite arttıran protein
(BPI), CD14, Toll-benzeri reseptörler (TLR4),
TNF-A, lenfotoksin-alfa (LT-A), IL1, IL-1
reseptör antagonisti (IL1RN), IL-6
Anestezi ve Genetiği Değiştirilmiş
Organizmalar
Anestezi ve Genetiği Değiştirilmiş
Organizmalar
• Nitröz oksit; metiyonin sentazı inhibe ederek, transmetilasyon reaksiyonlarını, folat metabolizmasını,pürin ve pirimidin yapımına zarar verir.
• Buna bağlı olarak nitröz oksitin genotoksik etkilerinin olması mantıklıdır.
• Ayrıca yapılan volatil anesteziklerin in vitro
çalışmalarında,genotoksite markırı olarak kullanılan kardeş
kromatin değişikliği (sister kromatin exchange) 72 saat %50 NO uygulanan hastalarda görülmüştür.
• Artık yeni çalışmaları karışık anestezik gaz maruziyeti ile lenfositler üzerine yapılan çalışmalar olmaktadır.
•
Gebelik esnasında mesleksel maruziyetin 1000
ppm ve üzerinde fetal kayıp ve bozulmuş post
natal gelişime yol açabileceği saptanırken;
•
500 ppm ve altında NO dozlarında hiçbir etki
gözlemlenmemiştir (metiyonin sentaz
inhibisyonu)
• İşveçte gebelerde yapılan bir çalışmada; 1125 gebenin yarısı nitröz okside maruz bırakılmış ve bu gebelerin düşük doğum ağırlıklı ve prematür bebekler dünyaya getirdikleri gözlemlenmiştir.
• Boivin ve ark yaptıkları 1971 -1995 metaanalizde nitröz oksit maruziyetine bağlı olarak spontan abortus oranını 1.48 (95% CI, 1.4 –1.58) olarak
saptamıştır.
• Danimarkada yapılan büyük bir çalışmada ise 1.9 olarak bulunmuş ancak kesin olarak nitröz oksit suçlanamamıştır.
• Erikson ve Kallen çalışmasında da ameliyathane personelindeki
malformasyonların kesin olarak anestezik gazlarla ilişkili oldukları kesin değil. • Yapılan tüm çalışmalardan reproduktif toksisitenin oluşabileceği görülmekte
ancak hiçbiri istatiksel bir anlam ifade etmemekte.
Genotoksisite markırları :
–
Kardeş kromatin değişimi,
–
DNA zincir kırılması,
–
Mikronukleus formasyonu ile saptanabilmektedir.
Chromosome analysis in operating room personnel
Laura Lamberti, Paola Bigatti, Giuseppe Ardito and Flavio Armellino1
Dipartimento di Biologia Animale—Laboratori di Antropologia Via Accademia Albertina, 17, 10123 Torino 1Ospedale Maria Vittoria—Divisione Ostetricia A Torino, Italia
45 hastane çalışanından alınan kan örneklerinde; 15 anestezik gaza maruz kalanlar; 15 hem gaz hem ionize radyasyona bağlı kalanlar; 15 kontrol grubu.
Kardeş kromatin değişimi çalışmasında kontrol grup ile belirgin bir fark bulunamamıştır
Anestezik gaz maruziyeti olanlarda kromozomal
aberasyonda ise belirgin bir yükselme mevcut. Ancak belirgin bir istatiksel anlamı yok (P = 0.029)
Ancak uzun yılar ameliyahane de çalışmışlarda bu genotoksisiteye rastlanabilir
• Bu çalışmada halotan, nitroz oksit ve isoflurana bağlı oluşabilecek vivo DNA hasarından bahsedilmekte.
• 66 ameliyathane çalışanında uygulanmış( doktorlar hemşireler ve anestezi teknisyenleri).
• Lenfositlerdeki DNA migrasyonunda kontrol grubuna göre belirgin bir artış saptanmış.
• Anestezik gazlara maruz kalan ameliyathane personelinde DNA migrasyonunda artış en fazla sigara içen personelde olmak üzere belirgin olarak saptanmış.
• Sigara içimi DNA hasarında önemli bir yer tutmakta. Çünkü sigara içen kontrol gruplarından bazılarında da DNA hasarı (kardeş kromatin değişimi)bildirilmiş.
• Ortopedik cerrahi geçiren 20 hastalarda sevoflurana bağlı lenfositlerdeki DNA değişikliği ve genotoksisite incelenmiş. • Anesteziklerin genotoksik etkileri DNA hasarı, apoptozis,
DNA bağımlı ezim aktiviteleri, periferik lenfositlerdeki glutatyon reaksiyonları incelenmiş.
• Testler anesteziden soraki ilk 5 dakika ve operasyon sonrası 24. Saatte yapılmış. İlk 5 dakikada incelenen lenfositlerin DNA larında pürin ve primidinlerde zincir kırılması
gözlenmeden oksidasyon saptanmış; zincir kırılması ise 24. saatte görülmüş.
• DNA hasarı 24. Saatte düzeltilemediyse p 53 tarafından apoptozis indüklendiği saptanmış. Bu da cerrahi travma sonrası görülen lenfositopeniyi açıklamış.
• Bu hipotez cerrahiden bir gün sonra DNA hasarının
düzeltilemediği lenfositlerin programlanmış hücre ölümüne gittiğini savunur.
• Anestezik ajanların bu hasarda rolü tahminen az. Ancak, bu bulgular dna hasar tamiri ve hücre ölümü hakkında fikir
Bu çalışmada bilinenlerin karşıt görüşü olarak
sevofluranın DNA migrasyonunda artma yapmadığı görülmüş;
Halotanın bilinen genotoksik etkilerine zıt olarak yapılan sevofluran çalışmasında anesteziye maruz kalan personel ile(n=29)ve kontrol grubu (n=20) arasında belirgin bir fark görülmemiştir.
Sevofluranın genotoksik etkisinin olmadığı in vivo ve in vitro olarak anlaşılmıştır
• Yapılan bütün çalışmalar volatil anesteziklerin
lenfositlerde 4 derecede in vitro olarak alkalin tek
hücre elektroforezinde genetik yapıda hasar bıraktığı yönünde idi.
• Halotan isoflurandan daha genotoksik bir ajandır. • Anesteziklere maruz kalanlar ve kontrol gruplarında
yapılan çalışmalarda zincir kuyruk uzunluklarında bir fark saptanmış.
• Ancak invivo 37 derece de bu etkinin halotan isofluran ve sevofluranda çok az ortaya çıktığı görülmüştür.
• Sevofluran ve isofluran anestezisi alan hastalarda yapılan çalışmada lenfositlerde DNA hasarı
araştırılmıştır.
• Her iki inhalasyon anestezisinde Comet migrasyonunun anestezi sonrası 120 dk artdığı görülmüştür.
• DNA hasarı postoperatif 5. günde tamamen düzelmiştir.
• Güney hindistandaki bir hastanede 45 ameliyathane personelinin periferik lenfositlerinde yapılan comet assay çalışmalarda
kromozomal aberasyonları çalışılmış.
• Ayrıa bukkal epitelden mikronukleotidler çalışılarak DNA defektleri saptanmış.
• Sonuçlar göstermiş anestezik gazlara maruz kalanlarda istatiksel olarak belirigin bir DNA hasarı saptanmış;
• Ayrıca abrazyon ve mikronukleus bozuklukları da kontrol grubuna göre daha fazladır.
• Ayrıca sigara kullanımının tek basına DNA uzunluğu üzerine etkisi olduğu saptanmış. Alkol ve anestezik gaz maruziyeti olanlarda
defektler alkol almayanlara göre daha sıkdır.
• Yaş ve cinsiyette fark yok. Abrazyon ve mikronukleus üzerine bu farkların önemi yoktur.
• Bu çalışmadan çıkan sonuç ise anestezik gazların küçük de olsa insan genomu üzerine etkisinin olabileceği
yönündedir.
• Genotoksik markırlar; bu çalışmada comet assay test ve bukkal epitelde mikronucleus testi olarak
belirlenmiştir.
• Ameliyathanede çalışanlarının ve havalandırma sorunu yüzünden tüm hastane personelinin de genotoksisite açısından risk altında olabileceği konusuna da ışık tutmuştur.
Evaluation of the relationship between anaesthetic gases and DNA damage with genotoxicity test in anaesthesia staff
Gözaçan, A.; Basgül, E.; Sardas, S.; Özgen, S.; Öztok, U.
39 kişiden kan örnekleri 13 ve 37 günde tatil öncesi ve tatil sonrası alınmıştır.
• DNA hasarı tek hücre jel elektroforezi ile değerlendirilmiştir
• Esnetilmiş (minimum migrasyon), comet (yoğun migrasyon) ve apoptozis.
• Sigara içenler ve içmeyenler subgrup olarak da karşılaştırılmıştır.
Tatil sonrası minimum migrasyon gösteren hücre sayısında değişiklik görülmezken, normal hücreler artmış ve apoptotik hücreler ve yoğun migrasyonlu hücrelerde azalma görülmüştür.
Tatil öncesi ve sonrası sigara içen ve içmeyenler olarak karşılaştırılan 2 subgrupta sigara içenlerde normal
hücre sayısı daha az, esnetilmiş hücreler daha fazla görülmüştür.
Sigara içmeyenlerde tatil sonrasında esnetilmiş
hücreler anlamlı olarak daha az gözlenmiştir. Comet hücrelerinin sayısı sigara içenlerde içmeyenlere göre tatilden önce daha azdır fakat tatilden sonrasında 2 grup arasında anlamlı bir fark gözlenmemiştir.
•
Tatil sonrası anestezik gaz atıklarına maruz
kalan anestezi çalışanlarında gözlenen DNA
hasarındaki anlamlı azalma kirlenmeyi azaltıcı
önlem alınması gerektiğine,
•
Bu potansiyel genotoksik ajanların
seviyelerinin düzenli olarak ölçülmesi
gerektiğine işaret etmişlerdir.
• Cerrahi için ASA 1 hastalar seçilmiş.
• En az sürekli olarak 90dk anestezi uygulanmış • Propofol 2-4 mcg/ml seviyelerinde tutulmuş.
• Hemodinamik veriler; bazal değerler,premedikasyondan önce alınmış, propofol induksiyonundan sonra(trakeal entubasyondan hemen sonra), 30.,60,90.dk kaydedilmiştir
• Lökositlerde DNA hasarı ve MDA düzeylerine trakeal entubasyon sonrası,cerrahi işlem sonrası ve post operatif 1. Günde bakılmış. • Hemodinamik verilerde değişiklik saptanmamış,lökositlerdeki DNA
hasarı ve MDA düzeylerinde değişiklik saptanmamış
• Propofol DNA hasarını induklemez ve MDA düzeylerinde değişiklik yapmaz
•
İnsan Genom Projesinden elde edilen bilgiler
– gen tedavisi,
– doğum öncesi tanı ve
– genetik bozuklukların düzeltilmesi gibi bilgilerin yanında,
– farmakogenetiğe uyarlanması ile
bireye indirgenmiş tıp dönemini başlatmaktadır
