Kistik fibrozis hastalarında  fenotipik ciddiyeti etkileyen genlerin ve ilişkili yolakların araştırılması
Investigation of genes and associated pathways affecting phenotypic severity in patients with cystic fibrosis
Yazar: İLKSEN BERFİN EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. DİDEM DAYANGAÇ ERDEN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Fenotip = Phenotype ; Fenotipik korelasyon = Phenotypic correlation ; Genetik hastalıklar-doğuştan = Genetic diseases-inborn ; Genetik korelasyon = Genetic correlation ; Genler = Genes ; Genotip = Genotype ; Kistik fibroz = Cystic fibrosis ; Moleküler biyoloji = Molecular biology

Özet:
Otozomal resesif kalıtılan hastalıklar arasında en sık görülen kistik fibrozis, Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) genindeki mutasyonlar sonucu oluşmaktadır. Hastalık ciddiyetinin belirlenmesinde CFTR mutasyonlarının yanı sıra ciddiyeti modifiye eden genler ve çevresel faktörler rol oynamaktadır. İlginç bir bulgu olarak, aynı CFTR mutasyonuna sahip olmalarına rağmen farklı klinik ciddiyete sahip hastalar da bulunmaktadır. Ciddiyetin hastalarda heterojenlik göstermesi ve genotip-fenotip korelasyonunun kurulamaması tedavi yaklaşımlarını oldukça zorlaştırmaktadır. Tez çalışması kapsamına; Sınıf II grubunda yer alan, F508del/F508del ve F508del/G85E mutasyonlarını içeren iki hasta kardeşten oluşan iki aile, Sınıf IV grubunda yer alan I1234V/I1234V mutasyonunu içeren üç hasta kardeşten oluşan bir aile ve kronik hastalık öyküsü olmayan üç sağlıklı kontrol dahil edilmiştir. Klinik seyirleri farklı olan (ağır/ hafif) hasta kardeşler arasında ifade farklılığı gösteren genler gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu prensibine dayalı kistik fibrozis PCR array yöntemiyle saptanmış ve bu genlerle ilişkili yolaklar tanımlanmıştır. Sınıf II grubunda yer alan ağır seyirli hastalarda, inflamasyon ve immün cevapta görevli IL-17(CXCL1, CXCL2), NF kappa B (TNFRSF11A), TNF, sitokin-sitokin etkileşimi, araşidonik asit, nekroptozis, SNARE etkileşim (STX1A) ve sodyum iyonunun geri emilim (SLC9A3R2) yolakları saptanmıştır. Sınıf IV'e özgü olarak AGE-RAGE, TLR sinyal yolakları bulunmuştur. Tüm hastaların birlikte değerlendirilerek kontrol grubu ile karşılaştırıldığında ifade farklılığı anlamlı genler ICAM1, EZR, TNFRSF1A ve HSP70 olarak belirlenmiştir. Ek olarak, hastalarda ifade farklılığı gösteren genler ile karaciğer tutulum bulguları arasında korelasyon saptanarak bu genlerin AGE-RAGE, sitokin-sitokin etkileşim ve insülin direnci sinyal yolaklarında yer aldıkları gösterilmiştir. Bu çalışma ile, aynı sınıf mutasyona sahip ağır ve hafif seyir gösteren hasta kardeşler arasında fenotipik ciddiyeti etkileyebilecek genler ve ilişkili yolaklar aydınlatılmıştır. Tez çalışması, ileri dönemde tedavi için yeni hedef moleküllerin geliştirilmesine olanak sağlayabilecektir.
Anahtar Kelimeler: Kistik fibrozis, CFTR, modifiye edici genler,genotip-fenotip ilişkisi

Abstract:
Cystic fibrosis, the most common autosomal recessive disease, is caused by mutations in the Cystic Fibrosis Transmembrane Regulator (CFTR) gene. In addition to CFTR mutations, modifier genes and environmental factors play a role in disease severity. Interestingly there are patients with different clinical severity despite having the same CFTR mutation. The heterogeneity of disease severity among patients and the inability to establish genotype phenotype correlations make treatment approaches difficult. In this study two families with two siblings with Class-II mutations (F508del/F508del and F508del/G85E), one family with three siblings with Class-IV mutation (I1234V/I1234V) and three healthy individuals with no disease symptoms were included. Differential expressed genes and pathways were determined between affected siblings who have different disease severity (severe/mild) by using real-time PCR based cystic fibrosis PCR array. In severe siblings with Class-II mutation IL-17 (CXCL1, CXCL2), NF-kappa B (TNFRSF11A), TNF, cytokine cytokine receptor interaction, arachidonic acid metabolism, necroptosis, SNARE interaction (STX1A) and sodium reabsorption (SLC9A3R2) pathways were identified. AGE-RAGE, TLR pathways were determined only in Class IV severe siblings. As a result of analysis of all patients and comparison of them to control group; ICAM1, EZR, TNFRSF1A and HSP70 genes were found to be differentially expressed. In addition, a correlation was determined between differentially expressed genes in AGE-RAGE, cytokine cytokine receptor interaction, and insulin resistance pathways in patients and liver disease symptoms. As a result of this study, genes and pathways responsible from phenotypic severity among affected siblings carrying the same mutation were identified. The results will provide opportunity for development of novel target molecules for treatment of disease.
Key words: Cystic Fibrosis, CFTR gene, modifier genes, genotype-phenotype correlation