Konwersatorium Dr Marcin Piechota Dr Michał Korostyński Instytut Farmakologii PAN Statystyka w medycynie

Plan zajęć: 1. Wprowadzenie do R – przypomnienie. 2. Metody wizualizacji danych i prezentacji wyników – biblioteka ggplot2. 3. Tabele liczebności, iloraz szans, test chi-kwadrat, dokładny test Fishera - zastosowanie w genetyce. 4. Statystyki parametryczne, test t, ANOVA, wartość P – zastosowanie w biologii. 5. Problem wielokrotnego testowania (metody korekcji) – zastosowanie w genomice. 6. Regresja liniowa. 7. Klasyfikatory – zastosowanie w diagnostyce. 8. Ocena jakości klasyfikatorów (ROC) – zastosowanie w epidemiologii. 9. Stratyfikacja populacji, błąd systematyczny, dobór próby. 10. Planowanie eksperymentów biomedycznych.

Poszukiwanie genów związanych z działaniem substancji uzależniających oraz poznanie dynamiki zmian ekspresji genomu w mózgu po ich podaniu.

Schemat doświadczenia Do doświadczenia wykorzystano sześć substancji: kok, met Tkankę, która stanowiło prązkowie pobrano w czterech punktach czasowych

Wpływ jednorazowego podania substancji uzależniających na zachowanie myszy

Zestaw klatek do pomiaru aktywności motorycznej myszy

Czas pomiaru n=5 SEM Podanie substancji

Wpływ jednorazowego podania substancji uzależniających na zachowanie myszy

Wpływ podania substancji uzależniających na zachowanie myszy 1 podanie3 podania

Długotrwałe efekty substancji nagradzających Uzależnienie -sensytyzacja (np. lokomotoryczna), -tolerancja (np. przeciwbólowa), -zależność fizyczna (np. opiatowa).

Drug Pharmacological targets Clinical Group 1Methamphetamine (MET)NET / DAT - transportersPsychostimulant 2Cocaine (COC)DAT / NET / SERT – transportersPsychostimulant 3Nicotine (NIC)n-AChR - receptorPsychostimulant 4Heroin (HER)Opioid - receptorsAnalgesic 5Morphine (MOR)Opioid – receptorsAnalgesic 6Ethanol (ETO)GABAA - receptorAnxiolytic/Analgesic Miejsca działania substancji uzależniających

Neurobiologiczne podstawy uzależnień Plastyczność układu nagrody

Molekularne podstawy neuroplastyczności Receptor dla neuroprzekaźnika Przekazywanie sygnału wewnątrz komórki Zmiany aktywności czynników transkrypcyjnych Ekspresja genów

Transkrypcja genów tyś. genów; - regulowana przez czynniki transkrypcyjne; - profil ekspresji - charakterystyczny dla typu komórki Pomiar abundancji transkryptów

Transkrypcja genów tyś. genów - regulowana przez czynniki transkrypcyjne Pomiar abundancji transkryptów

Profilowanie ekspresji genów przy pomocy mikromacierzy DNA

Saline/Vehicle Naive 60 min120 min240 min480 min Drug injection Brain tissue collection C57BL/6J ~100 Illumina BeadArrays Mouse 6 Whole Genome STRIATUM 5 Plan eksperymentu

Profilowanie ekspresji genów DANE: 6 – substancji + 2 grupy kontrolne 4 - punkty czasowe (1, 2, 4 i 8h od podania substancji) 3 - powtórzenia biologiczne (połączone tkanki od 2 zwierząt – wyników pomiaru ZADANIE: Identyfikacja genów ulegających zmianą ekspresji po podaniu leków.

Wpływ podania substancji uzależniających na transkryptom prążkowia Zidentyfikowane transkrypty przedstawiono na tzw. Heatmapie. Wiersze to... koleumny to. Na kazdy punkt trzy. Na kazda substancje cztery punkty czasowe Względny poziom transkryptu przedstawiono kolorem. Czerwony wysoki, niebieski niski Badaliśmy jednorazowe podanie, ktore wywoluja zmiany w fizjologii neuronow