Çölyak tanısı konmuş glutensiz diyet uygulayan hastalarda duodenal mikrobiyotanın yeni nesil dizileme yöntemi ile araştırılması
Investigation of duodenal microbiota in celiac diagnosed patients following gluten-FREE diet by next generation sequencing method
Yazar: TOYGAR PEKCAN
Danışman: PROF. DR. DİLEK ÇOLAK
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Dizi analizi = Sequence analysis ; Duodenum = Duodenum ; Glutenler = Glutens ; Glutensiz beslenme = Gluten free diet ; Mikrobiyota = Microbiota ; RNA = RNA ; Çölyak hastalığı = Celiac disease

Özet:
Amaç: Çölyak hastalığı (ÇH) diyetle alınan glutene kalıcı bir intolerans ile karakterize ince bağırsağın kronik iltihaplı bir hastalığıdır. ÇH'nin bilinen tek tedavi şekli glütensiz diyettir. Günümüzde beslenme ile diyet bileşenlerinin bağırsak mikrobiyotasını etkilediği literatürde gösterilmiştir. Bu çalışmada, glutensiz diyet uygulayan semptomsuz çölyak hastalarındaki yenilenmiş duodenal mikrobiyotanın spesifik bileşiminin yeni nesil dizileme yöntemi ile tanımlanması ve literatür temelli karşılaştırma ile verilerin irdelenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Glütensiz diyet uygulayan 10 çölyak hastasından duodenum biyopsisi için endoskopi yapılıp uygun biyopsi örnekleri alınmıştır. Toplanan biyopsiler DNA ekstraksiyonu yapıldıktan sonra sekanslama yapılana kadar -20°C'de saklanmıştır. Dizileme işlemi Illumina NextSeq 550 yeni nesil dizileme platformunda yapılıp duodenal mikrobiyota bileşimi analiz edilmiştir. 
Bulgular: Çalışmaya 5 erkek 5 kadın dahil edilip yaş ortalamaları 38.1'dir. Örneklerde toplam 36 farklı bakteriyel filum tespit edilmiştir. En sık görülen filumlar %31.46 Firmicutes, %21.47 Proteobacteria, %10.6 Bacteroidetes ve %6.1 Actinobacteria olarak bulunmuştur. Örneklerin aile olarak analizine bakıldığında, Bacillaceae 1 (%3.35) ve Streptococcaceae (%2.94) gruplarının en yüksek bolluğa sahip iki aile olduğu görülmektedir. Cins düzeyinde Streptococcus (%1.44) ve Geobacillus (%1.31) türleri örnekler arası en yüksek yüzdeye sahip cinslerdir. Örneklerin tür sayısı ortalaması 232.2 olarak hesaplanmıştır. Shannon endeksine göre, temel bileşen analizinde farklı gruplanan üç örnekte çeşitlilik, diğer örneklere göre düşük bulunmuştur.
Sonuç: Bu çalışmaya katılan glutensiz diyet uygulayan çölyak hastalarında Firmicutes en sık görülen filum olmuştur. Örneklerin 7 sinde baskın filum Firmicutes iken 3 ünde Proteobacteria baskın izlenmiştir. Temel bileşen analizinde ve hiyerarşik kümelenme ağacında 7 hasta birbirine yakın profil sergilerken 3 hasta onlardan farklı bir duodenal floraya sahiptir.
Anahtar Kelimeler: çölyak hastalığı, duodenal mikrobiyota, yeni nesil dizileme, 16s rRNA

Abstract:
Objective: Celiac disease (CD) is a chronic inflammatory disease of the small intestine characterized by a persistent intolerance to dietary gluten. The only known treatment for celiac disease is gluten-free diet therapy. Today, it has been shown in the literature that dietary components affect the gut microbiota. In this study, it was aimed to identify the specific composition of the regenerated duodenal microbiota in asymptomatic celiac patients following a gluten-free diet after active disease state by next-generation sequencing method and to analyze the data by literature-based comparison.
Method: Endoscopy was performed for duodenum biopsy and biopsy samples were taken from 10 celiac patients who were on a gluten-free diet. Collected biopsies were stored at -20°C until sequencing after DNA extraction. Sequencing was performed on the Illumina NextSeq 550 next generation sequencing platform and duodenal microbiota composition was analyzed.
Results: Five men and five women were included in the study and their average age was 38.1. A total of 36 different bacterial phyla were detected in the samples. The most common phyla were 31.46% Firmicutes, 21.47% Proteobacteria, 10.6% Bacteroidetes and 6.1% Actinobacteria. When analyzing the samples as families, it is seen that Bacillaceae 1 (3.35%) and Streptococcaceae (2.94%) groups are the two families with the highest abundance. At the genus level, Streptococcus (1.44%) and Geobacillus (1.31%) species have the highest percentage among samples. The average number of species of the samples was calculated as 232.2. According to Shannon index, diversity was found lower in the three samples that were grouped differently in PCoA compared to the other samples.
Conclusion: In this study, Firmicutes was the most common phylum in celiac patients on a gluten-free diet. Firmicutes was the dominant phylum in 7 of the samples, while Proteobacteria was dominant in 3 of the samples. In PCoA and Hierarchical cluster tree, 7 patients showed similar profiles, while 3 patients had a different duodenal flora.
Keywords: celiac disease, duodenal microbiota, next-generation sequencing, 16s rRNA