Dikkat eksikliği hiperaktivite bozukluğu ile mitokondrial DNA (MTDNA) kopya sayısı arasındaki ilişkinin araştırılması
Investigation of the relationship between attention deficit hyperactivity disorder and mitochondrial dna (MTDNA) copy number
Yazar: HAKAN ÖĞÜTLÜ
Danışman: DOÇ. DR. ONUR BURAK DURSUN
Atatürk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk ve Ergen Ruh Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Psikiyatri = Psychiatry
Dizin: DNA = DNA ; DNA-mitokondrial = DNA-mitochondrial ; Hiperaktiviteli dikkat eksikliği bozukluğu = Attention deficit disorder with hyperactivity ; Mitokondriler = Mitochondria ; Oksidatif stres = Oxidative stress ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction

Özet:
Giriş: Dikkat Eksikliği Hiperaktivite Bozukluğu (DEHB), çocukluk çağının en sık görülen ruhsal hastalığıdır.  Etiyolojisi tam olarak bilinmemekle birlikte etiyoloji hakkında birtakım hipotezler mevcuttur. Oksidatif stres hipotezi bunlardan biridir. Oksidatif stresle birlikte oluşan mitokondrial disfonksiyon neticesinde ATP üretiminin azaldığı; mitokondrinin de reaktif oksijen türevleri (ROS) üreterek oksidatif stresi artırıcı etkisinin bulunduğu saptanmıştır. Hücresel enerji üretiminin bozulması sonucu oluşan nörodejenerasyona bağlı olarak gelişen mitokondrial disfonksiyonun nörogelişimsel ve nörodejeneratif hastalıkların patofizyolojisinde rol aldığı ileri sürülmüştür. Bu çalışmada DEHB'nin etiyopatogenezinde mitokondrial disfonsiyonun rolü olup olmadığının tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu hipotezi doğrulayabilmek için DEHB tanısı olan hastalarda mitokondrial disfonksiyonun en iyi biyobelirteçlerinden biri olan mtDNA kopya sayısının araştırılması amaçlanmıştır.
Yöntem: Çalışmamızın olgu grubunu; 6-16 yaş aralığında olup DEHB tanısını ilk kez alan 56 çocuk oluşturmaktadır. Kontrol grubuna ise akut veya kronik aktif hastalığı olmayan, sağlıklı 56 çocuk dâhil edilmiştir. Katılımcılara sosyodemografik veri formu, Okul Çağı Çocukları için Duygulanım Bozuklukları ve Şizofreni Görüşme Çizelgesi- Şimdi ve Yaşam Boyu Versiyonu- Türkçe Uyarlaması (ÇDŞG-ŞY-T), Conners derecelendirme ölçekleri uygulanmış, DSM-V tabanlı klinik görüşmeler yapılmıştır. Tüm katılımcılardan venöz kan örneği alınarak DNA izolasyonu yapılmış, DNA analiz gününe dek saklanmıştır. Analiz, Real Time-PCR metodu ile gerçekleştirilmiş olup, mitokondrial DNA (mtDNA) miktarının nükleer DNA miktarına oranlanması sonucu elde edilen rölatif mtDNA kopya sayısına ulaşılmıştır. İstatistiksel yöntemlerle, olgu ve kontrol grupları arasında mtDNA kopya sayılarının karşılaştırılması yapılmıştır.
Bulgular: Olgu ve kontrol grupları arasında doğumda tıbbi sorun yaşama dışında anlamlı farklılık saptanmamıştır. Olgu grubunda doğumda tıbbi sorun yaşama oranı %42,9 iken, kontrol grubunda bu oran %19,6'dır (p=0,008). Olgu ve kontrol grubundaki katılımcıların mtDNA kopya sayıları, ayrı ayrı hesaplanarak değerlendirildiğinde, olgu grubu mtDNA kopya sayısı ortalaması 57,623 ± 24,827 iken, kontrol grubu mtDNA kopya sayısı ortalaması 44,204 ± 18,926 olarak hesaplanmıştır. Bu fark istatistiksel açıdan anlamlıdır, yani DEHB tanısı olanların mtDNA kopya sayısı, sağlıklı kontrollere göre anlamlı derecede daha yüksektir (p=0,002). DEHB alt tiplerine göre kıyaslandığında ise, dikkat eksikliği alt tipinde mtDNA kopya sayısı ortalaması 60,939 ± 16,881 iken, kombine tipte bu değer 58,558 ± 26,368; hiperaktivite alt tipinde ise  41,308 ± 11,803'dür. Ancak istatistiksel açıdan anlamlı farklılık saptanmamıştır (p=0,391). İkinci bir hesaplama yöntemi olarak; olgu ve kontrol grubu için hesaplanan ortalama ΔΔCt değerleri hesaplanan ortalama mtDNA kopya sayısı olgu grubu için 51,862 iken, kontrol grubu için 39,246'dır (p<0,001). Olgu grubunda elde edilen mtDNA kopya sayısı, kontrol grubundan elde edilen mtDNA kopya sayısına göre 1,32 kat daha fazladır (%95 Güven Aralığı: 1,07-1,58). mtDNA kopya sayısını etkileyebilecek karıştırıcı faktörlerin dışlanması amacıyla yapılan çoklu regresyon modelinde mtDNA kopya sayısı ile çalışma grupları arasında anlamlı derecede bir ilişki olduğu, diğer faktörlerle ise anlamlı bir ilişkinin olmadığı saptanmıştır. ROC eğrisi analizinde kesme değeri 45 olarak hesaplanmış, bu değerin üstünde olan değerler yüksek, altında olanlar ise düşük mtDNA kopya sayısı olarak tanımlanmıştır. Logistik regresyon analizine göre; mtDNA kopya sayısı yüksekliği, DEHB tanısı konulma riskini 3,8 kat (%95 Güven Aralığı: 1,6-9,3) artırırken, doğumda tıbbi sorun yaşama ise 3,7 kat (%95 Güven Aralığı: 1,5-9,1) artırmaktadır.
Sonuç: Çalışmamızda, DEHB'li hastalarda sağlıklı kontrollere kıyasla, mtDNA kopya sayılarının anlamlı derecede yüksek olduğu ve diğer faktörlerle mtDNA kopya sayısı arasında anlamlı bir ilişkinin olmadığı saptanmıştır. Bu bulgular, DEHB etiyopatogenezinde mitokondriyal disfonksiyonun yer aldığını destekler niteliktedir. Mitokondriyal disfonksiyon ile DEHB arasındaki ilişkinin araştırıldığı yeni çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Introduction: Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) is the most common psychiatric disorder in childhood. Although the etiology is not completely known, there are some hypotheses about the etiology. The oxidative stress hypothesis is one of these hypotheses. It has been found that ATP production is decreased due to mitochondrial dysfunction resulting from the oxidative stress and oxidative stress is also produced by reactive oxygen species (ROS) in mitochondria. It has been suggested that the mitochondrial dysfunction due to neurodegeneration resulting from the deterioration of cellular energy production plays a role in the pathophysiology of neurodevelopmental and neurodegenerative diseases. In this study, it is aimed to determine whether mitochondrial dysfunction plays a role in the etiopathogenesis of ADHD. To confirm this hypothesis, it is aimed to investigate mtDNA copy number, one of the best biomarkers of mitochondrial dysfunction, in patients with ADHD.
Method: The case group of our study is composed of 56 children aged 6-16 years who first received ADHD diagnosis. For the control group, 56 healthy children without acute or chronic active disease were included. Sociodemographic data form, Kiddie-Sads-Present and Lifetime Version - Turkish Adaptation (K-SADS-PL-T), Conners rating scales were applied and DSM-V based clinical interviews were conducted to participants. Venous blood samples were taken from all participants and DNA isolation was performed and DNA stored until the day of analysis. The analysis was performed by Real Time PCR method and the ratio of the amount of mitochondrial DNA (mtDNA) to the amount of nuclear DNA, the relative mtDNA copy number was reached. Statistical methods were used to compare mtDNA copy numbers between case and control groups.
Findings: There was no significant difference between case and control groups except to have medical problems at birth. In the case group, the rate of having a medical problem at birth was 42.9% while in the control group this rate was 19.6% (p = 0.008). When the mtDNA copy numbers of participants in the case and control groups were evaluated separately, the average mtDNA copy number of the case group was 57,623 ± 24,827 while the average mtDNA copy number of the control group was calculated as 44,204 ± 18,926. This difference was statistically significant, meaning that the mtDNA copy numbers of ADHD patients were significantly higher than that of healthy controls (p = 0.002). When compared to ADHD subtypes, the mean mtDNA copy number of attention deficit subtype was 60,939 ± 16,881, while that of the combined type was 58,558 ± 26,368; whereas that of hyperactivity subtype was 41,308 ± 11,803. However, no statistically significant difference was found (p = 0.391). As a second calculation method; the mean ΔΔCt values calculated for groups were 51,862 for the case group and 39,246 for the control group (p <0,001). The mtDNA copy number obtained in the case group is 1.32 times higher than the number of mtDNA copies obtained from the control group (95% Confidence Interval: 1,07-1,58). In the multiple regression model designed to exclude confounding factors that could affect the mtDNA copy number, it was found that there was a significant correlation between the mtDNA copy number and the study groups, and no significant relationship with other factors. In the ROC curve analysis, the cutoff value was calculated as 45, values higher than this value were defined as high, while those below this value were defined as low mtDNA copy number. According to logistic regression analysis, the high mtDNA copy number increased 3.8-fold the risk of ADHD diagnosis (95% confidence Interval: 1,6-9,3), while having medical problems at birth increased 3.7-fold the risk of ADHD (95% confidence interval: 1.5-9,1).
Conclusion: Our study found that mtDNA copy number was significantly higher in patients with ADHD than healthy controls, and that there was no significant correlation between other factors and the mtDNA copy number. These findings support that mitochondrial dysfunction is involved in the etiopathogenesis of ADHD. New research is needed to investigate the relationship between mitochondrial dysfunction and ADHD.