Η ανάγκη εξατομίκευσης της θεραπείας ασθενών που πάσχουν από καρκίνο κρίνεται επιτακτική, λόγω του στενού θεραπευτικού εύρους των αντινεοπλασματικών φαρμάκων και των παρατηρούμενων δια-ατομικών διαφορών στη φαρμακοκινητική και στην κλινική ανταπόκριση. Ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο στην εξατομίκευση της θεραπείας θεωρείται ότι είναι η πληθυσμιακή φαρμακοκινητική-φαρμακοδυναμική μοντελοποίηση, καθώς μπορεί να περιγράψει τις σχέσεις δόσης-ανταπόκρισης, να εξηγήσει την παρατηρούμενη μεταβλητότητα στην έκθεση στο φάρμακο ή στην κλινική ανταπόκριση και να καθοδηγήσει την επιλογή της δόσης βάσει της βέλτιστης αναλογίας οφέλους-κινδύνου για τη δεδομένη θεραπεία. Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώθηκε στην μπεβασιζουμάμπη, ένα σχετικά καινούριο φάρμακο στοχευμένης θεραπείας για το οποίο δεν υπάρχουν αρκετά διαθέσιμα στοιχεία που αφορούν στη φαρμακοκινητική και φαρμακοδυναμική συμπεριφορά του. Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης ήταν ο χαρακτηρισμός της αλληλεπίδρασης της μπεβασιζουμάμπης με τον μοριακό της στόχο, VEGF165, σε ενήλικες ασθενείς με μεταστατικό ορθοκολικό καρκίνο που λαμβάνουν το φάρμακο σε συνδυασμό με χημειοθεραπεία (FOLFIRI, FOLFOX ή CAPIRI). Για αυτόν τον λόγο, προσδιορίστηκαν αρχικά οι συγκεντρώσεις της ολικής μπεβασιζουμάμπης και του ελεύθερου VEGF165 σε διάφορους κύκλους θεραπείας και στη συνέχεια, εφαρμόζοντας τη μη γραμμική μικτών επιδράσεων μοντελοποίηση με το υπολογιστικό πρόγραμμα NONMEM 7.3, αναπτύχθηκε ένα φαρμακοκινητικό μοντέλο σύνδεσης της μπεβασιζουμάμπης με τον VEGF165. Επιπλέον, διερευνήθηκε η επίδραση των δημογραφικών δεδομένων και των VEGF μονονουκλεοτιδικών πολυμορφισμών στην αλληλεπίδραση μεταξύ της φαρμακοκινητικής της μπεβασιζουμάμπης και των συγκεντρώσεων του VEGF165. Είναι η πρώτη φορά που χρησιμοποιήθηκε η TMDD προσέγγιση για τον χαρακτηρισμό της in vivo αλληλεπίδρασης μπεβασιζουμάμπης-VEGF165. Σύμφωνα με αυτή την προσέγγιση, η φαρμακοκινητική ενός φαρμάκου επηρεάζεται από την υψηλής συγγένειας δέσμευση με τον μοριακό του στόχο και την επακόλουθη αποικοδόμηση του σχηματιζόμενου συμπλόκου μέσω ενδοκυττάρωσης. Το αναπτυχθέν μοντέλο επέτρεψε την ικανοποιητική περιγραφή της φαρμακοκινητικής της μπεβασιζουμάμπης και των ιδιοτήτων σύνδεσής της με τον VEGF165. Η κάθαρση της μπεβασιζουμάμπης βρέθηκε να είναι 0.18 L/day, η τιμή αναφοράς της συγκέντρωσης του ελεύθερου VEGF165 ήταν 212 ng/L, η σταθερά του ρυθμού απομάκρυνσης του ελεύθερου VEGF165 ήταν 0.401 day-1 και η Kss ήταν 267 nM. Η επίδραση του πραγματικού σωματικού βάρους συνυπολογίστηκε στην εκτίμηση όλων των φαρμακοκινητικών παραμέτρων του μοντέλου. Κάποιες στατιστικά μη σημαντικές συσχετίσεις παρατηρήθηκαν μεταξύ της συγγένειας δέσμευσης του φαρμάκου και των VEGF-2578C/A και VEGF-634G/C πολυμορφισμών. Το αναπτυχθέν μοντέλο θα μπορούσε να αποτελέσει ένα χρήσιμο εργαλείο στην εξατομίκευση της θεραπείας και στην αξιολόγηση της κλινικής ανταπόκρισης ασθενών που λαμβάνουν μπεβασιζουμάμπη σε συνδυασμό με χημειοθεραπεία. / The need for individualized treatment in cancer patients is considered crucial due to the narrow therapeutic range of antineoplastic drugs and the observed inter-individual differences in pharmacokinetics and clinical response. Population pharmacokinetic-pharmacodynamic modeling has been recognized as a beneficial tool for personalizing treatment, as it can describe the dose-response relationships, explain the observed variability in drug exposure or response and guide dose selection based on the optimal benefit-risk ratio for a given treatment. The current doctoral thesis was focused on bevacizumab, a relatively new targeted therapy drug for which no sufficient data are available regarding its pharmacokinetic and pharmacodynamic behavior. The aim of the present study was to characterize the interaction of bevacizumab with its molecular target, VEGF165, in adult patients with metastatic colorectal cancer who receive the drug in combination with chemotherapy (FOLFIRI, FOLFOX or CAPIRI). For this reason, the concentrations of total bevacizumab and free VEGF165 were first determined in different cycles of treatment and then, a pharmacokinetic model for bevacizumab binding to VEGF165 was developed by using nonlinear mixed-effects modeling implemented in NONMEM 7.3 software. Moreover, the effect of demographic data and VEGF single nucleotide polymorphisms on the interplay between bevacizumab pharmacokinetics and VEGF165 concen-trations was investigated. This is the first time the TMDD approach was applied to characterize the in vivo bevacizumab-VEGF165 interaction. According to this approach, the pharmacokinetics of a drug is affected by its high affinity binding to its molecular target and subsequent degradation of the formed complex via endocytosis. The developed model allowed an adequate description of bevacizumab pharmacokinetics and its binding properties to VEGF165. Bevacizumab clearance was found to be 0.18 L/day, the free VEGF165 concentration at baseline was 212 ng/L, the elimination rate constant of free VEGF165 was 0.401 day-1, and Kss was 267 nM. The effect of actual body weight was taken into account in the estimation of all pharmacokinetic model parameters. Correlations, which were not statistically significant, were noticed between the binding affinity of the drug and the VEGF-2578C/A and VEGF-634G/C polymorphisms. The developed model could become a useful tool for individualizing treatment and evaluating clinical response of patients receiving bevacizumab in combination with chemotherapy.

Η Μυασθένεια είναι μια αυτοάνοση νόσος της νευρομυϊκής σύναψης που χαρακτηρίζεται από την παραγωγή αυτοαντισωμάτων έναντι, συνήθως, του AChR, καθώς και άλλων πρωτεϊνών της σύναψης. Στην παρούσα εργασία, πραγματοποιήθηκε μελέτη γενετικής συσχέτισης για την ταυτοποίηση πολυμορφισμών που πιθανώς εμπλέκονται στην εκδήλωση της Μυασθένειας. Για το σκοπό αυτό, επιλέχθηκαν πολυμορφισμοί οι οποίοι εδράζονται σε γονίδια που αποτελούν σημαντικούς ρυθμιστές της ανοσολογικής απόκρισης και έχουν προηγουμένως συσχετισθεί με άλλες αυτοάνοσες νόσους. Τα υποψήφια γονίδια είναι τα: interferon regulatory factor 5 (IRF-5), TNFα-induced protein 3 (TNFAIP3) και interleukin-10 (IL-10). Στη μελέτη συμμετείχαν 101 μυασθενείς και ισάριθμα υγιή άτομα ως ομάδα αναφοράς, όλοι ελληνικής καταγωγής. Οι μέθοδοι γονοτύπησης που εφαρμόσθηκαν περιλαμβάνουν τον προσδιορισμό αλληλουχίας κατά Sanger, την HRM ανάλυση, την PCR-RFLP και την PCR σε συνδυασμό με ηλεκτροφόρηση σε αγαρόζη, στην περίπτωση ενός in/del 30 bp. Μια στατιστική τάση συσχέτισης (p=0.068) ανιχνεύθηκε για τους πολυμορφισμούς στον υποκινητή της IL-10 μεταξύ των μυασθενών με πρώιμη ηλικία έναρξης της νόσου (early-onset) και αυτών που εμφάνισαν τη νόσο ηλικιακά αργότερα (late-onset). Για τους υπόλοιπους πολυμορφισμούς που μελετήθηκαν, δεν παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές. Η μελέτη αυτή αποτελεί την πρώτη προσπάθεια συσχέτισης πολυμορφισμών των γονιδίων IRF-5 και TNFAIP3 με τη Μυασθένεια, σε οποιονδήποτε πληθυσμό. Όσον αφορά τους πολυμορφισμούς του υποκινητή της IL-10, περαιτέρω μελέτες σε πολυπληθέστερες ομάδες πιθανώς να αποκαλύψουν μια στατιστικώς ισχυρότερη συσχέτιση. / Myasthenia gravis (MG) is a heterogeneous autoimmune disease characterized by the production of autoantibodies against proteins of the postsynaptic membrane, in the neuromuscular junction. The contribution of genetic factors to MG susceptibility has been evaluated through family and twin studies, however, the precise genetic background of the disease remains elusive. We conducted a case-control association study in 101 unrelated MG patients, of Hellenic origin and 101 healthy volunteers in order to assess the involvement of common genetic variants in susceptibility to MG. We focused on three candidate genes which have been clearly associated with several autoimmune diseases, aiming to investigate their potential implication in MG pathogenesis. These are interferon regulatory factor 5 (IRF-5), TNFα-induced protein 3 (TNFAIP3), also known as A20, and interleukin-10 (IL-10), key molecules in the regulation of immune function. Genotyping was performed by PCR-RFLP, direct automated sequencing, High Resolution Melt curve Analysis (HRM) and PCR-agarose gel electrophoresis analysis in the case of a 30 bp in/del polymorphism. A statistical trend of association (p=0.068) between IL-10 promoter single nucleotide polymorphisms (SNPs) and the subgroups of early and late-onset MG patients was revealed. No statistically significant differences were observed in the rest of the variants examined. As far as we are aware, this is the first worldwide attempt to address the possible association between IRF-5 and TNFAIP3 common genetic variants and the genetic basis of MG.

Η πιο απλή μορφή γενετικής διαφοροποίησης στον άνθρωπο είναι οι μονονουκλεοτιδικοί πολυμορφισμοί (Single Nucleotide Polymorphisms - SNPs). Ο αριθμός αυτού του είδους πολυμορφισμών που έχουν βρεθεί στο ανθρώπινο γονιδίωμα και επηρεάζουν την παραγόμενη πρωτεΐνη αυξάνεται συνεχώς, αλλά η αντιστοίχηση τους σε πιθανές ασθένειες με πειραματικές μεθόδους είναι ασύμφορη από θέμα χρόνου και κόστους. Για αυτό τον λόγο έχουν αναπτυχθεί διάφορες υπολογιστικές μέθοδοι με σκοπό να ταξινομήσουν τους μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς σε παθογόνους και μη. Οι περισσότερες από αυτές τις μεθόδους χρησιμοποιούν ταξινομητές, οι οποίοι παίρνοντας σαν είσοδο ένα σύνολο δομικών, λειτουργικών, ακολουθιακών και εξελικτικών χαρακτηριστικών, επιχειρούν να προβλέψουν αν ένας μονονουκλεοτιδικός πολυμορφισμός είναι παθογόνος ή μη. Για την εκπαίδευση αυτών των ταξινομητών, χρησιμοποιούνται δύο σύνολα μονονουκλεοτιδικών πολυμορφισμών. Το πρώτο αποτελείται από μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς που έχει βρεθεί πειραματικά ότι οδηγούν σε παθογένεια και το δεύτερο από μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς που έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι είναι αδρανείς. Οι μέθοδοι αυτές διαφέρουν στα χαρακτηριστικά των μεταλλάξεων που λαμβάνουν υπόψη στην πρόβλεψη τους, καθώς επίσης και στην εκπαίδευση και τη φύση των τεχνικών ταξινόμησης, που χρησιμοποιούν για τη λήψη των αποφάσεων. Το βασικότερο προβλήματα τους ωστόσο έγκειται στο γεγονός ότι καθορίζουν τα χαρακτηριστικά, που θα χρησιμοποιήσουν σαν είσοδο στους ταξινομητές τους με τρόπο εμπειρικό και μάλιστα διαφορετικές μέθοδοι προτείνουν και χρησιμοποιούν διαφορετικά χαρακτηριστικά, χωρίς να τεκμηριώνουν επαρκώς τις αιτίες αυτής της διαφοροποίησης. Δύο ακόμα προβλήματα που δεν έχουν καταφέρει να αντιμετωπίσουν οι υπάρχουσες μεθοδολογίες είναι το πρόβλημα της ανισορροπίας των δύο κλάσεων ταξινόμησης και των ελλιπών τιμών σε πολλά από τα χαρακτηριστικά εισόδου των ταξινομητών, ώστε να επιτυγχάνουν πιο ακριβή και αξιόπιστα αποτελέσματα. Από τα παραπάνω είναι ξεκάθαρο πως υπάρχει μεγάλο περιθώριο βελτίωσης των υπάρχουσων μεθοδολογιών για το συγκεκριμένο πρόβλημα ταξινόμησης. Στην παρούσα διπλωματική εργασία προτείνουμε μια νέα υβριδική μεθοδολογία υπολογιστικής νοημοσύνης, που ξεπερνά πολλά από τα προβλήματα των υπάρχοντων μεθοδολογιών και βελτιώνει με τον τρόπο αυτό την απόδοσή τους. Δύο είναι τα βασικά βήματα που ακολουθήσαμε για την επίτευξη του στόχου αυτού. Πρώτον, συγκεντρώσαμε από τις διαθέσιμες δημόσιες βάσεις δεδομένων, τους μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς που χρησιμοποιήθηκαν για την εκπαίδευση και τον έλεγχο των μοντέλων μηχανικής μάθησης. Συγκεκριμένα, συλλέχθησαν και φιλτραρίστηκαν τα θετικά και αρνητικά σύνολα εκπαίδευσης και ελέγχου, που αποτελούνται από μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς που είτε οδηγούν σε παθογένεια, είτε είναι ουδέτεροι. Για κάθε πολυμορφισμό των δύο συνόλων υπολογίσαμε χρησιμοποιώντας υπάρχοντα διαθέσιμα εργαλεία όσο το δυνατό περισσότερα δομικά, λειτουργικά, ακολουθιακά και εξελικτικά χαρακτηριστικά. Για εκείνα τα χαρακτηριστικά, για τα οποία δεν υπήρχε κάποιο διαθέσιμο εργαλείο υπολογισμού τους, υλοποιήσαμε τον κατάλληλο κώδικα για τον υπολογισμό τους. Το δεύτερο βήμα της διπλωματικής αφορούσε το σχεδιασμό και την υλοποίηση της κατάλληλης υβριδικής μεθόδου για την επίλυση του προβλήματος που μελετάμε. Χρησιμοποιήσαμε μια νέα μέθοδο ταξινόμησης την EnsembleGASVR. Πρόκειται για μια ensemble μεθοδολογία, που συνδυάζει σε ένα ενιαίο πλαίσιο ταξινόμησης οκτώ διαφορετικούς ταξινομητές. Κάθε ένας από αυτούς τους ταξινομητές βασίζεται στον υβριδικό συνδυασμό των Γενετικών Αλγορίθμων και των μοντέλων Παλινδρόμησης Διανυσμάτων Υποστήριξης (nu-Support Vector Regression). Συγκεκριμένα ένας Προσαρμοζόμενος Γενετικός Αλγόριθμος χρησιμοποιείται για να καθοριστεί το βέλτιστο υποσύνολο χαρακτηριστικών, καθώς και οι βέλτιστες τιμές των παραμέτρων των ταξινομητών. Σαν μέθοδο ταξινόμησης των μεταλλάξεων σε ουδέτερες και παθογενείς, προτείνουμε τον nu-SVR ταξινομητή, καθώς παρουσιάζει υψηλή απόδοση, καλή γενίκευση, δεν παγιδεύεται σε τοπικά βέλτιστα, ενώ ταυτόχρονα επιτυγχάνει την ισορροπία μεταξύ της ακρίβειας και της πολυπλοκότητας του μοντέλου. Μάλιστα για να ξεπεράσουμε τα πρόβληματα των ελλιπών τιμών και της ανισορροπίας των δύο κλάσεων ταξινόμησης, αλλά και για να βελτιώσουμε τη συνολική απόδοση της μεθοδολογίας μας, επεκτείναμε τον υβριδικό αλγόριθμο, ώστε να λειτουργεί σαν μία ensemble-συλλογική τεχνική, συνδυάζοντας οκτώ επί μέρους μοντέλα ταξινόμησης. Τα πειραματικά αποτελέσματα της προτεινόμενης μεθοδολογίας ήταν εξαιρετικά ελπιδοφόρα, καθώς η EnsembleGASVR μεθοδολογία υπερτερεί σημαντικά έναντι άλλων ευρέως γνωστών μεθόδων ταξινόμησης παθογενών μεταλλάξεων. / Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) are the most common form of genetic variations in humans. The number of SNPs that have been found in human genome and affect protein functionality is constantly increasing. Finding matches between SNPs and diseases using experimental techniques, is excessive disadvantageous in terms of time and cost. For this reason, several computational methods have been developed. These methods classify polymorphisms as pathogenic and non-pathogenic. Most of them use classifiers, which take as input a set of structural, functional, sequential and evolutionary features and predict whether a single nucleotide polymorphism is pathogenic or neutral. For training these classifiers use two sets of SNPs. The first one consists of SNPs that have been experimentally proven as pathogenic, whereas the second set consists of SNPs that have been experimentally characterized as benign. These methods differ in the classification methods they deploy and in the features they use as inputs. However, the main problem is the determination of an empirically verified set of features for training. Specifically, different methods suggest different feature sets, without adequately documenting the causes of this differentiation. In addition, the existing methodologies do not tackle efficiently the class imbalance problem between positive and negative training sets and the problem of missing values in the datasets. In this thesis a new hybrid computational intelligence methodology is proposed, that overcomes many of the problems of existing methodologies. The proposed method achieves high classification performance and systematizes the selection of relevant features. In the first phase of this study the polymorphisms were gathered from the available public databases and they were used for training and testing of the machine learning models. Specifically, the positive and negative training and test sets were collected and filtered. They consist of single nucleotide polymorphisms that lead to either pathogenesis or are neutral. For each polymorphism of the two sets, using existing available tools, a wide range of structural, functional, sequential and evolutionary features were calculated. For those features for which there was no available tool, the suitable program (code) was developed in order to compute them. In the second step a new embedded hybrid classification method called EnsembleGASVR is designed and implemented. The method uses an ensemble methodology, based on hybrid combination of Genetic Algorithms and nu-Support Vector Regression (nu-SVR) models. An Adaptive Genetic Algorithm is used to determine the optimal subset of features and the optimal values of the parameters of classifiers. We propose the nu-SVR classifier, since it exhibits high performance, good generalization ability, it is not trapped in local optima and achieves a balance between accuracy and complexity of the model. In order to overcome the problem of missing values and class imbalance, we extended the above algorithm to function as a collective ensemble-technique, combining eight individual classification models. In overall, the method achieves 87.45% accuracy, 71.78% sensitivity and 93.16% specificity. These priliminary results are very promising and shows that EnsembleGASVR methodology significantly outperforms other well-known classification methods for pathogenic mutations.

Η υψηλή συχνότητα εμφάνισης της ηλικιακής εκφύλισης της ωχράς κηλίδας σε συνδυασμό με τις σοβαρές επιπτώσεις της στην υγεία των ασθενών και την αδυναμία πλήρους θεραπευτικής αποκατάστασης της όρασης, καθιστά αναγκαία την διερεύνηση των παθογενετικών μηχανισμών της με στόχο την ανάπτυξη νέων προληπτικών και θεραπευτικών προσσεγγίσεων. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι η ηλιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας είναι μια πολυπαραγοντική ασθένεια στην εμφάνιση της οποίας ενέχονται τόσο αλληλεπιδράσεις περιβάλλοντος-γονιδίων όσο και αλληλεπιδράσεις γονιδίων-γονιδίων. Η αναγνώριση γονιδίων και γενετικών πολυμορφισμών που συμβάλλουν στην επιδεκτικότητα για την εμφάνιση της ασθένειας μπορούν αφενός να συμβάλλουν στην διαλεύκανση της μοριακής παθογένειας αφετέρου να χρησιμοποιηθούν ως γενετικοί δείκτες αυξημένου κινδύνου εμφάνισης οδηγώντας σε νέες προληπτικές και θεραπευτικές προσεγγίσεις. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να διαπιστωθεί εάν οι πολυμορφισμοί Y402H του γονιδίου CFH και A69S του γονιδίου LOC387715 είναι μοριακοί δείκτες επιδεκτικότητας για την ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας στον Ελληνικό πληθυσμό της Νοτιοδυτικής Ελλάδας. Η κλινική μελέτη συσχέτισης στην οποία περιλαμβάνει 100 ασθενείς με προχωρημένη AMD και 115 μάρτυρες από τον γενικό πληθυσμό. / -

Τα τελευταία χρόνια, ανοσολογικές διεργασίες άσηπτης φλεγμονής έχουν αναγνωρισθεί ότι συμμετέχουν τόσο στην πρόκληση, όσο και στην (πρώιμη ή όψιμη) έκβαση των ισχαιμικών αγγειακών εγκεφαλικών επεισοδίων (Ι-ΑΕΕ). Στην παρούσα μελέτη ελέγχθηκε κατά πόσον η γενετική προδιάθεση, προς εντονότερη (ή ασθενέστερη) ανοσολογική απάντηση, θα μπορούσε να προβλέπει το οξύ Ι-ΑΕΕ, τη νευρολογική του εξέλιξη, την 6μηνη έκβασή του και την ανάπτυξη κοινών νευροψυχιατρικών επιπλοκών (κατάθλιψη, νοητική έκπτωση). Για το σκοπό αυτό αναλύθηκε η πιθανή προγνωστική αξία 5 σημειακών λειτουργικών πολυμορφισμών στα γονίδια φλεγμονωδών κυτταροκινών (IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C και IL12B 1188A>C) σε 145 διαδοχικούς ασθενείς με οξύ Ι-ΑΕΕ και ισάριθμους μάρτυρες. Επιπρόσθετα, η μελέτη αξιολόγησε το ρόλο της αντιφλεγμονώδους κυτταροκίνης αντιπονεκτίνης στην οξεία φάση του Ι-ΑΕΕ, καθώς και την πιθανή προβλεπτική της αξία στη νευρολογική του εξέλιξη, την πρόγνωση και την 6μηνη έκβασή του. Τα κύρια αποτελέσματα της μελέτης μπορούν να συνοψισθούν ως εξής: - Σε έναν ομογενή Eλληνικό πληθυσμό, οι λευτουργικοί πολυμορφισμοί IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C και IL12B 1188A>C δεν προβλέπουν την επέλευση ενός Ι-ΑΕΕ, την ηλικία έναρξης της νόσου ή την ανάπτυξη κατάθλιψης και νοητικής έκπτωσης όψιμα μετά το Ι-ΑΕΕ. - Ο IL4-589CT γονότυπος σχετίστηκε με την τάση της νόσου για υποτροπή. - Ο IL10-1082GG αρχέγονος γονότυπος προέβλεπε την πρώϊμη νευρολογική επιδείνωση και τη χειρότερη λειτουργική του έκβαση 1ου και 3ου μήνα. - Ο TNFa-308GG αρχέγονος γονότυπος συνέβαλλε ευεργετικά στην καλύτερη λειτουργική έκβαση κατά τον 6ο μήνα. - Ο IL12B 1188AC ετεροζυγώτης προέβλεπε σημαντικά τα ελαφρύτερα Ι-ΑΕΕ και στη χαμηλότερη θνητότητα από αυτά. - Τα αυξανόμενα επίπεδα αντιπονεκτίνης ορού σχετίζονται με μείωση των πιθανοτήτων για ένα Ι-ΑΕΕ, ανεξάρτητα από τους κλασσικούς παράγοντες κινδύνου. - Η αντιπονεκτίνη ορού βρίσκεται κατεσταλμένη στην οξεία φάση του Ι-ΑΕΕ, αλλά και 6 μήνες μετά. Τα χαμηλά της επίπεδα δεν αποτελούν αντίδραση οξείας φάσης, αλλά αντικατοπτρίζουν το σταθερό αντιφλεγμονώδη ρόλο της. - H αντιπονεκτίνης ορού οξείας φάσης μετά ένα Ι-ΑΕΕ δεν προβλέπει τη νευρολογική εξέλιξη και την 6μηνη έκβαση της νόσου στον άνθρωπο. Προτείνουμε ότι στο μέλλον η έγκαιρη ταυτοποίηση των γενετικά προδιατεθειμένων ατόμων για βαρύτερη νόσο και επιβαρυμένη έκβαση μετά ένα Ι-ΑΕΕ, θα επιτρέπει την αναγνώριση ομάδων ασθενών με τις μεγαλύτερες ανάγκες εντατικοποιημένης αποκατάστασης και βελτιστοποίησης των ιατρικών μας θεραπειών. Επιπρόσθετα, προτείνουμε ότι η αντιπονεκτίνη θα μπορούσε να αποτελεί ένα δυνητικό θεραπευτικό στόχο τροποποίησης του αγγειακού κινδύνου. / Immune processes of aseptic inflammation have been recently recognized as key participants into both the occurrence and (early or late) outcome of an ischemic stroke (IS). The current study tested whether the genetic predisposition for an enhanced (or suppressed) immunological response, could be predicting the occurrence, neurological evolution, 6-month outcome, and two common neuropsychiatric complications (depression, cognitive impairment) of an IS. For this purpose, 5 functional single nucleotide polymorphisms in the genes of inflammatory cytokines (IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C and IL12B 1188A>C) were analyzed for their putative prognostic value in 145 consecutive acute IS patients and in an equal-sized control group. Moreover, the present study evaluated the role of an anti-inflammatory cytokine, adiponectin, into the acute phase of an IS, as well as its possible predicting value in the neurological evolution, prognosis and 6-month outcome of the ischemic event. The main results of this study may be summarized as follows: - In a homogenous Greek population, the functional polymorphisms IL4-589C>T, IL10-1082G>A, TNFa-308G>A, IL6-174G>C and IL12B 1188A>C do not predict IS occurrence, age of disease onset, or the development of late post-stroke depression and cognitive impairment. - The IL4-589CT mutant genotype was associated with relapsing IS. - The IL10-1082GG ancestral genotype significantly predicted early stroke pregression and worse functional outcome on months 1 and 3. - The TNFa-308GG ancestral genotype beneficially contributed into better 6-month functional outcome. - The IL12B 1188AC heterozygote significantly predicted milder strokes and decreased IS mortality. - Increasing serum adiponectin levels are associated with reduced odds for an IS, independently of common vascular risk factors. - Low serum adiponectin is present at the acute phase and 6 months after an IS. Suppressed adiponectin levels are not an effect of the acute-phase response, but reflect its solid anti-inflammatory role. - Acute post-stroke serum adiponectin does not predict neurological evolution and 6-month outcome of an IS in humans. We propose that early identification of genetically predisposed subjects, for a more severe disease and for a worse outcome, will allow in the future the recognition of those IS sufferers, who would most benefit from intensive rehabilitation programs, and optimization of our medical therapies. Moreover, we propose that adiponectin may represent a promising candidate for the therapeutic risk modification of common vascular complications.

Η ΧΑΠ είναι νόσος με πολλούς φαινοτύπους, με παθοφυσιολογία που διαφέρει σε κάθε έναν από αυτούς, με κοινό χαρακτηριστικό την πτώση του λόγου FEV1/FVC. Παρόλα ταύτα πολύ πρόσφατες μελέτες δείχνουν πως δεν υπάρχει σαφής συσχέτιση μεταξύ της προσεκτικά μετρούμενης φλεγμονής στους αεραγωγούς και της πτώσης της FEV1 σε ομάδες ασθενών με ΧΑΠ, κάτι που δυνητικά μπορεί να ανατρέψει βιβλιογραφία 40 ετών [Roy K, et al 2009]. Στόχος όλων των γενετικών μελετών στη ΧΑΠ είναι ο διαχωρισμός των φαινοτύπων και η δημιουργία του γενετικού προφίλ της νόσου. Γνωρίζοντας πως η ΧΑΠ είναι πολυγονιδιακή νόσος και σε συνδυασμό με τη μεγάλη ποικιλότητα των φαινοτύπων της, οι γενετικές αλλοιώσεις φαίνεται πως οδηγούν σε διαφορετικό φαινότυπο, που τώρα ολιστικά ορίζεται ως νόσος «ΧΑΠ», αλλά σίγουρα στο εγγύς μέλλον θα διαχωριστεί σε επιμέρους ομάδες στα πλαίσια μιας πιο αποτελεσματικής και εξατομικευμένης θεραπευτικής προσέγγισης. Η παρούσα μελέτη μεταξύ άλλων, συνέβαλε στα εξής: α. Σχεδιασμός και αξιολόγηση εκκινητών και ιχνηθέτων για τον +134InsA/DelA πολυμορφισμό, με υψηλή διακριτική ικανότητα έναντι των αλληλίων 3Α και 4Α. β. Ανέδειξε την εμπλοκή των πολυμορφισμών+134InsA/DelA και G198T στην εμφάνιση αλλά και στη βαρύτητα της ΧΑΠ (όπως αυτή αξιολογείται με την FEV1), ενώ σκιαγραφήθηκε και το γενετικό προφίλ του ευαίσθητου στον καπνό του τσιγάρου καπνιστή, με λεπτομερή συσχέτιση των απλοτύπων των πολυμορφισμών της ΕΤ-1 που εμπλέκονται στη ΧΑΠ. γ. Ανέδειξε πιθανή εμπλοκή του +134InsA/DelA πολυμορφισμού στην στατική υπερδιάταση και στις αυξημένες αντιστάσεις στη ροή του αέρα στους πνεύμονες δ. Σκιαγράφησε τη σχέση των +134InsA/DelA και G198T με την ανοχή στην άσκηση και συνέκρινε τα αποτελέσματα αυτά με όσα ήδη υπάρχουν στη βιβλιογραφία. Η παρούσα μελέτη είναι η πρώτη που συσχετίζει πολυμορφισμούς με πολλαπλές αξιολογήσεις της αναπνευστικής λειτουργίας, πέραν της FEV1, κάτι που σκιαγραφεί με λεπτομέρεια το φαινότυπο της ΧΑΠ. / Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) is an entity with many phenotypes, different pathophysiological characteristics, that exhibits in all cases a diminished FEV to FVC ratio. Nevertheless, recent studies show that there is not a strict relationship between airway inflammation and FEV1 decline in patients with COPD, contrasting a 40 year literature [Roy K, et al 2009]. The aim of all recent studies dealing with genetics in COPD is the distinction of different phenotypes and the elucidation of the genetic profile of the disease. COPD is a multi-gene disorder, and knowing that it is composited by many phenotypes, one can say that, in the near future, “holistic COPD phenotype” will be unraveled in many distinguished phenotypes, leading to a personalized and patient-targeted diagnostic and therapeutic approach. The current study contributed in: a. Designing primers and probes for the +134InsA/DelA polymorphism, that could clearly distinguish both 3A and 4A alleles. b. Exhibiting that both +134InsA/DelA & G198T polymorphisms are implicated in COPD progression and severity (as defined by FEV1 values). At the same time, we managed to highlight the genetic profile of the susceptible to smoke smoker, associating haplotypes and polymorphisms of Endothelin-1 (ET-1) gene (+134InsA/DelA & G198T ) with COPD. c. Showing the implication of the +134InsA/DelA polymorphism with static lung hyperinflation and increased airway resistance. d. Revealing the association of +134InsA/DelA & G198T polymorphisms with exercise tolerance. According to our knowledge, the current study is the first in the literature showing association of ET-1 gene with lung function deterioration.

Η ενδοθηλίνη-1 (ΕΤ-1) είναι ένα ισχυρό αγγειοσυσπαστικό και βρογχοσυσπαστικό μόριο το οποίο παρουσιάζει και προφλεγμονώδεις ιδιότητες. Η ικανότητά του να ελκύει φλεγμονώδη κύτταρα στην εστία παραγωγής της, να προκαλεί την παραγωγή μορίων προσκόλλησης στην επιφάνειά τους αλλά και κυτταροκινών αποτελεί απόδειξη της δράσης αυτής. Από την άλλη οι κυτταροκίνες είναι σε θέση να επάγουν την σύνθεση και την έκκριση αυτού του μορίου, δημιουργώντας έτσι ένα μοριακό φαύλο κύκλο ενίσχυσης της φλεγμονής των αεραγωγών που λαμβάνει χώρα στη Χρόνια Αποφρακτική Πνευμονοπάθεια (ΧΑΠ). Με το τρόπο αυτό η φλεγμονή συνεχίζει να υφίσταται ακόμα και μετά την διακοπή του ερεθιστικού παράγοντα που προκάλεσε την έκλυσή της όπως είναι π.χ. το κάπνισμα. Έτσι, οι λειτουργικοί πολυμορφισμοί που αυξάνουν την παραγωγή της ΕΤ-1 δυνατό να αυξάνουν και το κίνδυνο ανάπτυξης ΧΑΠ. Υλικά-μέθοδοι: Σε αυτή την προοπτική μελέτη ερευνήθηκε η επίδραση στην αναπνευστική λειτουργία δυο λειτουργικών πολυμορφισμών του γονιδίου της ΕΤ-1 σε ένα πληθυσμό 190 καπνιστών (95 υγιείς καπνιστές και 95 καπνιστές που νοσούσαν από ΧΑΠ). Οι δυο πολυμορφισμοί αφορούσαν μια ένθεση αδενίνης στο 5’-άκρο στη θέση +138 (εξώνιο 1, 138/ex1ins/delA) και την αντικατάσταση μιας γουανίνης με θυμίνη στη θέση +5665 (εξώνιο 5) που αλλάζει το αμινοξύ λυσίνη της θέσης 198 σε ασπαραγίνη (Lys198Asn). Στα άτομα αυτά διενεργήθηκε λειτουργικός έλεγχος της αναπνοής σε ετήσια βάση για συνολικό χρονικό διάστημα τριών ετών. Αποτελέσματα: Η μέση ετήσια μείωση στον δυναμικά εκπνεόμενο όγκο στο πρώτο δευτερόλεπτο (ΔFEV1) ήταν η παράμετρος που μελετήθηκε. Αυτή ήταν μεγαλύτερη για όσους έφεραν το μεταλλαγμένο γόνο 138/ex1ins/delA σε σχέση με τα άτομα που έφεραν το φυσιολογικό αλληλόμορφο. Οι ετεροζυγώτες για το μεταλλαγμένο αλληλόμορφο που ανήκαν στην ομάδα των καπνιστών δίχως ΧΑΠ παρουσίαζαν μια ΔFEV1 μεγαλύτερη κατά 19,4 ml σε σχέση με τα άτομα που ήταν ομόζυγα για το φυσιολογικό αλληλόμορφο (p=0.004). Η αντίστοιχη διαφορά για τους ετεροζυγώτες του μεταλλαγμένου αλληλόμορφου που ανήκαν στην ομάδα των καπνιστών που νοσούσαν από ΧΑΠ ήταν 11,15 ml (p=0.003). Αντιθέτως, όσοι έφεραν τον πολυμορφισμό Lys198Asn παρουσίαζαν μια μικρότερη ΔFEV1 σε σχέση με τα άτομα που έφεραν το φυσιολογικό αλληλόμορφο. Έτσι, οι ετεροζυγώτες για το μεταλλαγμένο αλληλόμορφο που ανήκαν στην ομάδα των καπνιστών δίχως ΧΑΠ παρουσίαζαν μια ΔFEV1 μεγαλύτερη κατά 11,24 ml (p<0.001) ενώ η αντίστοιχη διαφορά για τους ετεροζυγώτες του μεταλλαγμένου αλληλόμορφου της ομάδα των καπνιστών που νοσούσαν από ΧΑΠ ήταν 11,42 ml (p=0.002). Τα παραπάνω συνηγορούν υπέρ μιας προστατευτικής δράσης του πολυμορφισμού Lys198Asn στην αναπνευστική λειτουργία. Συμπεράσματα: Τα δεδομένα αυτής της μελέτης δείχνουν πως τόσο η ΕΤ-1 όσο και οι λειτουργικοί πολυμορφισμοί του γονιδίου της δύνανται να ενέχονται στο τελικό φαινότυπο της ΧΑΠ και στη σοβαρότητα αυτής. / Background: Endothelin-1 (ET-1) is a potent vasoconstrictor and bronchoconstrictor but it has been shown to have also proinflammatory properties. Its ability to attract inflammatory cells in its site of production, upregulates the synthesis of adhesion molecules and stimulates the release of cytokines. The fact that cytokines have the ability to induce its synthesis and release, creates a dynamic loop for self-preservation and augmentation of the airway inflammation in COPD, even after the ceasing of the noxious stimulus i.e. cigarette smoke. Therefore, functional polymorphisms that may lead to increased levels of ET-1 may also cause an increased susceptibility to COPD development. Materials and Methods: We analyzed the longitudinal effect on lung function of two ET-1 gene polymorphisms in a population of 190 smokers (95 non-COPD and 95 COPD smokers). The two polymorphisms involved an insertion polymorphism (+138 adenine insertion 3A/4A, 138bp downstream from the transcription start site, exon 1) and a single nucleotide transversion polymorphism on exon 5 (G/T, Lys198Asn). A total of 190 subjects were enrolled in the study for each polymorphism and were followed for 3 years by annual spirometry sessions. Results: The adjusted annual decline of forced expiratory volume in 1 second (dFEV1) was greater for those having at least one copy of the mutated gene ins/delA compared to those with the wild type allele both in the non-COPD smokers group (mean difference in dFEV1 of 19.4 ml/year, p=0.004) and COPD smokers (mean difference in dFEV1 of 11.15 ml/year, p=0.003). On the contrary, those heterozygous for the Lys198Asn polymorphism were found to have a slower decline in FEV1 compared to those homozygous for the wild type allele. The non-COPD smokers group had a gain-in-loss of 11,24 ml/year (p<0.001) while the COPD-smokers group had a slower decline of 11,42 ml/year (p=0.002). Those homozygous for the polymorphisms examined show an even greater deviation from those with the wild type allele but due to the small number comprising their group, the results don’t have enough statistical power. Though, they still show the trend of the effect the polymorphisms have on annual FEV1 decline. Conclusions: The present data shows that ET-1 and its functional polymorphisms may be implicated in COPD phenotype and severity.

Τα αυξημένα επίπεδα εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης (HbF) μετριάζουν την βαρύτητα των διαταραχών που αφορούν στην β-σφαιρίνη, δηλαδή τη δρεπανοκυτταρική αναιμία (SCD) και την β-μεσογειακή αναιμία, που αποτελούν σημαντικές αιτίες παγκόσμιας νοσηρότητας και θνησιμότητας. Γι’ αυτό το λόγο είναι μακροχρόνιο το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη θεραπευτικών προσεγγίσεων για την επαγωγή της παραγωγής HbF. Η αναζήτηση μορίων που ρυθμίζουν την μετάβαση από την έκφραση της εμβρυϊκής (HbF) στην έκφραση της αιμοσφαιρίνης των ενηλίκων (HbA) και που συντελούν στην διατήρηση της αποσιώπησης ή αντίθετα στην ενεργοποίηση της έκφρασης της HbF στους ανθρώπους αποτελεί πολυετές αντικείμενο έρευνας με σκοπό την στόχευση αυτών των παραγόντων για την επαγωγή της HbF (Sankaran et al. 2011). Έτσι, εκτός από τα cis-ρυθμιστικά στοιχεία, έχουν εντοπιστεί και trans-ρυθμιστικά στοιχεία, τα οποία αποτελούν κυρίως μεταγραφικούς παράγοντες. Όμως υπάρχουν και γονιδιακοί τόποι εκτός του β-συμπλέγματος που φαίνεται να επιδούν στην ρύθμιση της έκφρασης των γονιδίων του β-γονιδιακού τόπου. Τέτοιοι είναι οι τόποι που συνδέονται με «ποσοτικά γνωρίσματα» (Quantitative trait loci-QTL). Η χρωμοσωμική περιοχή 6q23 έχει σε διάφορες μελέτες προσδιοριστεί ως QTL, που συνδέεται με την μεταβολή των επιπέδων της HbF σε ασθενείς με SCD. (Close et al. 2004, Thein et al. 2007, Wyszynski et al. 2004). Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι διττός: A. Ο εντοπισμός μονονουκλεοτιδικών πολυμορφισμών (SNP) εντός των γονιδίων MAP3K5 και PDE7B του QTL στην 6q23 χρωμοσωμική περιοχή, που να σχετίζονται με αυξημένα επίπεδα HbF. B. Η αξιολόγηση των SNP αυτών ως φαρμακογονιδιωματικών δεικτών, που να σχετίζονται με την μεταβλητότητα των επιπέδων της HbF ως απόκριση στη θεραπεία με HU. / Hemoglobinopathies, particularly β-thalassemia and sickle cell disease (SCD), are major health problems, in which quantitative or qualitative defects in hemoglobin production occur, respectively. Under normal circumstances, different types of hemoglobin (Hb) are produced during embryonic, fetal, and adult life. At birth, fetal hemoglobin (HbF), in particular, composes 80–90% of the total hemoglobin synthesized, but it gradually decreases to approximately 1% by 10 months in infancy as its synthesis is restricted to a small subset of erythrocytes termed ‘F cells’ [Patrinos&Grosveld, 2008]. The first studies searching for regulators of HbF expression were conducted on individuals with heterocellular hereditary persistence of HbF (HPFH) – i.e. increase of HbF levels unevenly distributed among ‘F cells’ – and suggested the absence of linkage between the determinant of the HbF levels and the β-globin gene cluster, back then named “non-α globin cluster” [Gianni et al., 1983]. Later, while seeking for genetic elements associated with elevated HbF levels in healthy adults, several cis-acting variants on the β-globin gene complex were unraveled, including the XmnI-Gγ (HBG2) gene promoter polymorphism [Gilman et al., 1985]. Ιn addition, variants unlinked to the β-locus (trans-acting), such as quantitative trait loci (QTLs) on Xp22 [Dover et al., 1992] and 6q23 [Craig et al., 1996] became known soon after. Initially, a study on an extensive, inbred kindred of Asian Indian origin with heterocellular HPFH revealed that a key locus controlling HPFH resides on chromosome 6q, which was fine-mapped to 6q22.3–23.1 [Craig et al., 1996]. Among the first positional candidate genes in the 6q23 region, assumed to possibly explain this QTL, were the MYB proto-oncogene and the eukaryotic release factor-similar HBS1L, as well as the mitogen-activated protein kinase kinase kinase 5 (MAP3K5) [Game et al., 2000]. In addition, genes within this region are associated with response to hydroxyurea (HU) treatment based on elevated HbF levels, in SCD patients; however, the mechanism by which this chromosome 6q22-23 QTL influences HbF levels in the context of HU treatment remains unknown [Ma et al., 2007] and very few, if any, studies have addressed this question. In continuing the global effort of scrutinizing the 6q23 region for variants accounting for the modulation of HbF production, we investigated a possible association of SNPs residing within the MAP3K5 and PDE7B genes with elevated HbF levels in β-thalassemia intermediate or major patients and normal (non-thalassemic) individuals. We also examined a cohort of 38 heterozygous SCD/β-thalassemia patients who had undergone HU therapy, in order to clarify whether there is a correlation of these SNPs with HU treatment response in patients of Hellenic origin.

Στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες με καρκίνο μαστού, θετικό για οιστρογονικούς υποδοχείς, μετά από χειρουργική θεραπεία, η μακροχρόνια χορήγηση της ταμοξιφαίνης (SERM πρώτης γενεάς), έχει αποδειχθεί ευεργετική. Ο σκοπός της παρούσης μελέτης, ήταν να διαπιστώσει, εάν οι πολυμορφισμοί του γονιδίου των ER (PvuII & XbaI του ERα και οι RsaI & AluI του Erβ), οι οποίοι έχουν συσχετισθεί με καρκίνο μαστού, σχετίζονται με το στάδιο του καρκίνου του μαστού ή την ανταπόκριση του ενδομητρίου στην μακροχρόνια αγωγή με ταμοξιφαίνη, στις μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες με καρκίνο του μαστού. Η μελέτη περιέλαβε 87 μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες με καρκίνο μαστού θετικό για οιστρογονικούς υποδοχείς, στις οποίες χορηγήθηκε ταμοξιφαίνη. Η μέση ηλικία των ασθενών ήταν 58,7± 4,7 έτη, και η μέση διάρκεια της αγωγής με ταμοξιφαίνη ήταν 3,9 ± 1,1 έτη. Το γονιδιακό DNA απομονώθηκε από τα λευκά αιμοσφαίρια δειγμάτων περιφερικού αίματος με την κλασσική μέθοδο φαινόλης - χλωροφορμίου. Τα κλάσματα των γονιδίων των ERα και Erβ, τα οποία συμπεριελάμβαναν τις θέσεις των πολυμορφισμών, πολλαπλασιάσθηκαν με την αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR). Ο προσδιορισμός της παρουσίας των πολυμορφισμών στο DNA πραγματοποιήθηκε με την χρήση ενζύμων περιορισμού. Συμπερασματικά, στις Ελληνίδες μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες με καρκίνο του μαστού υπό αγωγή με ταμοξιφαίνη, οι πολυμορφισμοί των οιστρογονικών υποδοχέων, δεν συνδέθηκαν, ούτε με την παρουσία παθολογίας του ενδομητρίου, ούτε με το στάδιο του καρκίνου του μαστού. / In postmenopausal women with estrogen receptor (ER) positive breast cancer, after surgical treatment long term tamoxifen administration has been proved beneficial. The aim of the present study was to identify whether these ER gene polymorphisms are associated with breast cancer stage or endometrial responsiveness to long-term tamoxifen treatment in postmenopausal women with breast cancer. The study included 87 postmenopausal women with estrogen receptor positive breast cancer treated with tamoxifen. The mean age of patients was 58,7 ± 4,7 years and the mean duration of Tamoxifen treatment was 3.9 ± 1,1 years. Genomic DNA was extracted from peripheral blood leukocyte samples by the standard phenol/chloroform procedure. Fragments of the ERα and ERβ genes encompassing the polymorphic sites were amplified by the polymerase chain reaction (PCR). The determination of presence of polymorphisms in the DNA was realised with restriction endonucleases. Ιn conclusion, in Greek postmenopausal women with breast cancer under tamoxifen treatment, Estrogen Receptors polymorphisms were not linked to either the presence of endometrial pathology or the stage of breast cancer.