Kalça osteoartriti etyolojisinde kıkırdaktaki agrekanaz enzimlerinin ve adamts genlerinin rolü var mı?
Do aggrecanase enzymes and adamts genes take part in hip osteoarthritis etiology?
Yazar: TACETTİN AYANOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN ATALAR
Gazi Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Yan Dal Uzmanlık, 2016
Konu: Genetik = Genetics ; Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Enzimler = Enzymes ; Etyoloji = Etiology ; Genler = Genes ; Kalça = Hip ; Kıkırdak = Cartilage ; Osteoartrit = Osteoarthritis ; Osteoartrit-kalça = Osteoarthritis-hip ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Transkripsiyon-genetik = Transcription-genetic

Özet:
Osteoartrit en sık görülen eklem dejeneratif ekle hastalığı olup sıklığı yaşla birlikte artan, eklem kıkırdağında erozyon, eklem kenarlarında osteofit, subkondral skleroz, sinoviyal membran ve eklem kapsülünde biyokimyasal ve morfolojik değişikliklerle karakterize dejeneratif bir eklem hastalığıdır. 
Osteoartrit etyolojisinde genetik, inflamatuar, metabolik ve travmatik faktörler suçlanmasına karşın tam olarak açıklığa kavuşturulamamıştır. 1997 yılında Agrekanazların keşfi ve ADAMTS genlerinin agrekanı parçalayan enzimler olarak tespit edilmesinden beri osteoartritle etyolojisindeki rolleri gerek hayvan çalışmaları gerekse insan çalışmaları ile kanıtlanmaya çalışılmıştır. Osteoartritte; ADAMTS1, 4, 5, 8, 9 ve 15 genleri suçlanmış ancak literatürde ADAMTS 4 ve 5'in en aktif Agrekanazlar olduğunu gösteren yayınlar vardır. Son yıllarda ADAMT4, ADAMTS5 dışında ADAMTS9 öne çıkan agrekanaz enzimlerindendir. Literatürde hem hayvan çalışmaları hem de klinik insan çalışmaları olmasına rağmen hangi agrekanazların öne çıktığını gösteren prospektif, kontrollü çalışma yoktur. Farklı evrelerde osteoartrit gelişen hastalardan alınan örneklerde enzim analizi yapılmış ancak osteoartrit bulunmayan hastalarla olanları karşılaştıran çalışma bulunmamaktadır.
Bu çalışmadaki amacımız, cerrahi tedavi gerektirecek, son evre osteoartrit gelişen hastaların kıkırdaklarındaki protein ile agrekanaz enzim ölçümü ve kan örneklerindeki DNA polimorfizm ve RNA gen ekspresyonu analiz sonuçlarını kontrol grubu ile karşılaştırarak patogenezdeki rollerini göstermektir. Araştırma kapsamında, 15 tane kalça ekleminde osteoartrit gelişen, cerrahi tedavi gerektiren ve total kalça protezi uygulanan hasta ile 15 tane femur boyun kırığı gelişen, osteoartrit bulguları olmayan ve parsiyel kalça protezi uygulanan hastaların ameliyat sırasında alınan ve rezeke edildikten sonra çöpe atılan materyallerden doku örnekleri alınmıştır. Rezeksiyon materyallerinden kıkırdak örnekleri alındıktan sonra soğuk zincir kurallarına uygun olarak nakledip -80°C'de saklanarak Western blot yöntemi ile kıkırdaktan protein analizi, serumda ELISA yöntemi ile agrekanaz enzim ölçümü, kan örneklerinde PCR ile DNA'da polimorfizm ölçümü yapılmıştır.
Sonuç olarak;  ADAMTS genlerinini osteoartrit gelişiminde rolü olduğu ve ADAMTS-5'in kalça osteoartriti gelişiminde esas soumlu olan ADAMTS geni olduğu sonuçlarına vardık.  Bu hastalığın patofizyolojisinde rol oynayan bu preoteolitik enzimlerin rollerinin tam olarak açıklığa kavuşturulması tedaviye yönelik yeni stratejilerin geliştirilmesine olanak sağlayacaktır. Enzim veya proteoliz sonucu oluşan ürünlerin tespiti erken tanı imkanı sağlayabilir. Patogenezdeki rolü ispatlanacak enzimlerin inhibitörlerinin geliştirilmesi sonucunda cerrahi tedaviye gereksinimin azalmasına ve yeni ilaç gelişimi ile medikal tedavi olanağı sağlayacağından  etyolojisininin aydınlatılması hedeflenmektedir.

Abstract:
Osteoarthritis is a degenerative joint disease which frequency increasing with age characterized by erosion of the articular cartilage, osteophytes at the edges of the joint, subchondral sclerosis,  biochemical and morphological changes in the synovial membrane and joint capsule. Osteoarthritis is the most common degenerative joint disease. 
In 1991, John Sandy reported enzyme cutting site first time in the interglobuler domain of aggrecan. But this enzyme did not discovered at that time. These newly identified enzymes play an important function in the turnover of extracellular matrix proteins in various tissues and their dysregulation has been implicated in diseases such as cancer, arthritis, diabetes and atherosclerosis. 19 members of ADAMTS have been cloned, including ADAMTS1 to ADAMTS20 and 6 ADAMTS enzymes called group of aggrecanases (ADAMTS1, 4, 5, 8, 9, 15) with activity against aggrecan. Except ADAMTS4 and ADAMTS5, ADAMTS9 is a another aggrecanase may be new candidate for this question's answer. In both animal and human studies in the literature, although there are no prospective, controlled study, which indicating come forward in aggrecanase. The specimens taken from patients with different stages of osteoarthritis of the enzyme were analyzed, but those studies that compared with patients without osteoarthritis is not available.
The aim of this project; will require surgical treatment, patients with end-stage osteoarthritis  is their role in the pathogenesis show that testing enzyme aggrecanase with the protein in cartilage, and blood sample with the protein and RNA in gene expression analysis, DNA polymorphism results by comparing with the control group. Within this study, tissue samples will be taken resected during surgery after received and trashed materials of 15 patients developing osteoarthritis in the hip joint, 15 patients requiring surgery and who underwent total hip arthroplasty femoral neck fractured, without signs of osteoarthritis and  patients who underwent partial hip replacement. After cartilage samples were taken from resection materials, will be transferred according to the rules of cold chain and will be stored at -80 ° C and will be tested the Western blot analysis of protein from cartilage and will be tested   the aggrecanase enzymes in serum with ELISA and will be  tested   the polymorphisms in DNA by PCR in blood samples.
As a result; we have to concludes that ADAMTS genes play a role in the development of hip osteoarthritis and ADAMTS-5 gene primarily responsible for the development of the hip osteoarthritis. Clarifiyng the exact role of proteolytic enzymes which involved iin the patophysiology of this disease will allow development of new treatment strategies. Proteolysis enzyme or detection of resulting products can arrange early diagnosis. To prove its role in the pathogenesis of the development of inhibitors of enzymes as a result of a reduction in the need for surgical treatment and medical treatment will provide an opportunity to clarify the etiologic aims