SERPINB1 ve SERPINB2 proteaz inhibitörlerinin bronş epitel hücrelerindeki inflamatuvar cevaptaki rolü
The role of SERPINB1 and SERPINB2 protease inhibitors on the inflammatory response in bronchial epithelial cells
Yazar: ÖVGÜ ARAN
Danışman: DOÇ. DR. İBRAHİM ÇAĞATAY KARAASLAN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Alerjenler = Allergens ; Astım = Asthma ; Bronşiyal hiperaktivite = Bronchial hyperreactivity ; Proteaz =

Özet:
Astım, dünyada yaklaşık 300 milyon kişinin etkilendiği ciddi bir sağlık sorunudur. Astım görülme sıklığı ülkeler arasında değişkenlik olmakla birlikte aynı ülke içinde farklı coğrafi bölgelerde de değişiklik göstermektedir. Örneğin, Yeni Zelanda ve Avusturalya'da sıklık %10-25 iken, Güneydoğu Asya ülkeleri, Kuzey Amerika Kızılderilileri ve Eskimolarda sıklık %1'den azdır. Avrupa ülkelerinde sıklık %5-10 olarak bildirilirken, Romanya (%1,5) ve Yunanistan (%1,9)'da sıklık oldukça düşüktür. Ülkemizde yapılan çalışmalarda çocuklarda %0,7-14,8, erişkinlerdeyse %0,3 -7,6 oranı ile astım prevalans yüksek olduğu görülmektedir.
Astım hava yollarının kronik bir hastalığıdır. Bronş daralması, hava yolu hiperreaktivitesi ve inflamasyonla karakterize edilir. Astım çeşitli fenotipik özellikleri bünyesinde barındıran, genetik ve çevresel faktörlerin etkili olduğu kompleks bir yapıya sahiptir. Astım patofizyolojisi hakkındaki kanı, epitel dokunun yıkımı ve yapımı arasındaki dengenin bozularak hava yolu yeniden yapılanmasına sebebiyet vermesidir.
Alerjenler, hava yolu irritanları, kimyasallar ve viral solunum yolu etkenleri, hava yolunda astım gelişim basamaklarını başlatan nedenlerdir. Bu etkenler, hava yolu epitelinde dökülme, inflamasyon, bronşiyal aşırı duyarlılık ve hava yolu daralmasına neden olur. Bu inflamatuvar yanıtın gelişmesine katkıda bulunan moleküller epitel hücrelerden sentezlenen, sitokin, kemokin, lipid mediatörler ve büyüme faktörleridir. Epitel hücreler hava yollarında alerjenle karşılaşan ilk hücrelerdir ve solunan hava ile gelen zararlı maddelere karşı fiziksel bir duvar oluşturur. Salgıladığı bu moleküllerle inflamatuvar yanıt oluşturarak hava yolu savunmasının ilk basamağında önemli bir rol oynar.
Havayolu epitelinin bütünlüğünün bozulmasına, sürekli soluduğumuz toksik ve oksidan maddelerin yanı sıra proteazlar da katkıda bulunur. Ev tozu akarları, polenler, funguslar, bakteriler ve virüsler gibi alerjenlerin çoğu proteaz aktivitesine sahiptir. Proteazların yıkıcı etkisine karşı, epitel hücreleri proteaz inhibitörleri sentezleyerek proteaz-antiproteaz dengesini korurlar. Alerjenle karşılaşma sonrasında epitel hücrelerden hangi proteaz inhibitörlerinin sentezlendiği ve sentez sırasında hangi metabolik yolakların rol oynadığı sorusunun cevabı net olarak ortaya konulamamıştır.
Bu tez çalışmasında sistein proteaz Dermatophagoides pteronyssinus 1 (Der p 1) ile karşılaşma sonrasında, bronş epitel hücrelerinde ifadesi değişen serine protease inhibitör B1 (SERPINB1) ve serine protease inhibitör B2 (SERPINB2) proteaz inhibitörlerinin inflamatuvar cevaptaki rolü ve bu cevabın oluşmasında görev alan sitokin, kemokin ve büyüme faktörlerinin etkileri gerçek zamanlı poimeraz zincir reaksiyonu kullanarak RNA düzeyinde ve ELISA kullanılarak protein düzeyinde araştırılmıştır. Bu amaçla SERPINB1 ve SERPINB2 ifadeleri genlere özgü siRNA kullanılarak susturulmuştur.
SERPINB1 ve SERPINB2 proteaz inhibitörlerinin IL-6,IL-8,RANTES,GM-CSF,TSLP inflamatuvar mediatörlerin ifadesi üzerine etkili olduğu bulundu.

Abstract:
Asthma is a serious health problem affecting nearly 300 million people worldwide. Asthma frequency varies based on countries and even based on regions of same country. For example, Australia and New Zealand have a frequency of 10-25%, while Southeast Asian countries, North American Indians and Eskimos have a frequency of less than 1%. It is reported that frequency in European countries is between 5-10%, while that in Romania (1.5%) and Greece (1.9%) is relatively lower. The prevalence of asthma in Turkey is higher than the regional average. Studies conducted in our country have shown such a high prevalence that the frequency is between 0.7-14.8% in children and 0.3-7.6% in adults.
Asthma is a chronic airway disease. It is characterized by bronchial contraction (narrowing), airway hyperreactivity and inflammation. Asthma has a complex structure which contains various phenotypic features and affected by genetic and environmental factors. The consensus on the pathophysiology of asthma is the disruption in the balance between epithelial tissue deconstruction and construction which causes airway remodelling.
Allergens, airway irritants, chemicals and viral respiratory tract factors are initiative steps causing asthma. These factors lead to airway epitheliumdesquamation, inflammation, bronchial hyperresponsiveness, and airway contraction. The molecules that contribute to the development of this inflammatory response are cytokines, chemokines, lipid mediators and growth factors synthesized from epithelial cells. Epithelial cells are the first line defense cells that contact allergens in the airways and form a physical wall against harmful substances that come in through breathing. It plays an important role in the first step of airway defense by creating an inflammatory response with these secreted molecules.
In addition to continuous breathing of toxins and oxidants, proteases also contribute to deterioration in integrity of the airway epithelium. Most of the allergens such as house dust mites, pollen, fungus, bacteria and viruses have protease activity. Against this destructive effect of proteases, epithelial cells synthesize protease inhibitors and preserve the protease-antiprotease balance. Which protease inhibitors are synthesized from epithelial cells after allergen contact and which metabolic pathways play a role during synthesis remain unclear.
In this thesis study, role of serine protease inhibitor B1 (SERPINB1) and serine protease inhibitor B2 (SERPINB2) whose expressions are altered in bronchial epithelial cells after cysteine protease Dermatophagoides pteronyssinus 1 (Der p 1) exposure, in inflammatuar response and the effects of cytokines, chemokines, and growth factors in this response were investigated via real time polymerase chain reaction at RNA level and ELISA at protein level. For this purpose, SERPINB1 and SERPINB2 expressions were silenced by using gene-specific siRNA.
SERPINB1 and SERPINB2 protease inhibitors were found to be effective on the expressions of IL-6,IL-8,RANTES,GM-CSF and TSLP inflammatory mediators.