SERPING1 mutasyonu olmayan Herediter Anjioödem hastalığının moleküler patogenezinde genetik faktörlerin araştırılması
Investigation of genetic factors in molecular pathogenesis of Hereditary Angioedema disease without SERPING1 mutation
Yazar: AYCAN AŞIK
Danışman: PROF. DR. CUMHUR GÜNDÜZ
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology ; Genetik = Genetics ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Anjiyoödem = Angioedema ; Ekzom dizileme = Exome sequencing ; Genetik = Genetics ; Mutasyon = Mutation ; Patojenler = Pathogens

Özet:
Herediter Anjiödem (HAÖ), tekrarlayan ve ölümcül olabilen anjioödem ataklarıyla karakterize otozomal dominant kalıtımlı nadir hastalıktır. Hastalığa büyük oranda SERPING1 genindeki mutasyonlar neden olmaktadır. Bu mutasyonlar sonucunda SERPING1'in kodladığı C1INH proteini ya yetersiz üretilmekte (Tip I HAÖ-C1INH) ya da üretilen protein yeterli fonksiyon gösterememektedir (Tip II HAÖ-C1INH). Bunların yanı sıra klinik olarak normal C1INH protein ve fonksiyonel seviyesi bulunan farklı bir tip HAÖ varlığı (HAÖ-nC1INH) da vardır. Bu HAÖ tipi F12, PLG, ANGPT1, KNG1, MYOF ve HS3ST6 genlerindeki mutasyonlarla ilişkilidir ve her biri farklı alt tip olarak sınıflandırılmaktadır. Ayrıca SERPING1 gen mutasyonu bulunmayan, C1INH düzeyi ve fonksiyonu düşük olgular da bildirilmiştir. SERPING1 gen mutasyonu bulunmayan Tip I HAÖ-C1INH olgularında hastalığın moleküler patolojisi ile ilişkili farklı gen mutasyonları bulunabileceği tez çalışmamızın hipotezini oluşturmaktadır. Bu bağlamda, SERPING1 gen mutasyonu bulunmayan Tip I HAÖ-C1INH tanılı beş hastada tüm ekzom dizileme çalışması gerçekleştirerek hastalığın moleküler patolojisi ile ilişkili olabilecek gen varyasyonlarının saptanması amaçlandı. Beş hastadan periferik kan alımı, periferik kandan genomik DNA izolasyonu, genomik DNA kullanılarak yeni nesil dizileme hazırlık işlemleri ve son olarak yeni nesil dizileme işlemi gerçekleştirildi. Elde edilen ham veriler "CLC Genomics Workbench 20.0.4" yazılımında referans insan genomu GRCh38'e haritalandırılarak, tüm ekzom dizi analizine uygun akışta analiz edildi. Analiz sonucu saptanan varyantlar, öncelikle ClinVar veri tabanında yer alıp almadığı, ClinVar'da yoksa dbSNP veri tabanında yer alıp almadığı değerlendirilerek ClinVar veri tabanında yer alanlar, ClinVar'da yer almayıp yalnızca dbSNP'de yer alanlar ve her iki veri tabanında tanımlanmamış varyantlar olarak üç başlık altında toplandı. Varyantların anlamlılığını saptamak amacıyla VarSome ve Franklin veri tabanlarında tarama gerçekleştirildi. İki hastada ClinVar ve dbSNP veri tabanlarında tanımlanmamış SERPING1 gen varyasyonu saptandı. Birinci hastada saptanan heterozigot c.-22-2A>G varyasyonu bu çalışma ile ilk kez Türk popülasyonunda da var olduğu gösterildi. İkinci hastada saptanan c.826_832del p.Arg276* varyasyonu ise ilk kez bu çalışma ile ortaya çıkarıldı. Bu varyasyonların ailesel olduğu yüksek çözünürlüklü erime analizi (HRM) ve Sanger dizilime ile gösterildi. SERPING1 mutasyonu olmayan HAÖ'nün moleküler patolojisinde yer alan epigenetik değişimlerin saptanabilmesi için transkriptomik analizlerinin ve C1INH'nin RNA molekülleri ya da diğer proteinlerle olası etkileşimlerinden kaynaklanan fonksiyonel epigenetik etkenlerin ortaya çıkarılması için ileri epigenetik çalışmaların yapılmasını önermekteyiz.

Abstract:
Hereditary Angioedema (HAE) is a rare autosomal dominant disease characterized by recurrent and fatal angioedema attacks. The disease is mostly caused by mutations in the SERPING1 gene. As a result of these mutations, the C1INH protein encoded by SERPING1 is either insufficiently produced (Type I HAE-C1INH) or the produced protein cannot function adequately (Type II HAE-C1INH). In addition, there is a different type of HAE (HAE-nC1INH) with clinically normal C1INH protein and functional level. This type of HAE is associated with mutations in the F12, PLG, ANGPT1, KNG1, MYOF, and HS3ST6 genes, each classified as a different subtype. In addition, cases without SERPING1 gene mutation having low C1INH level and function have also been reported. Our thesis study hypothesizes that there may be different gene mutations associated with the molecular pathology of the disease in Type I HAE-C1INH cases without SERPING1 gene mutation. In this context, it was aimed to detect gene variations that may be associated with the molecular pathology of the disease by performing whole-exome sequencing in five patients diagnosed with Type I HAE-C1INH without the SERPING1 gene mutation. Peripheral blood collection from five patients, isolation of genomic DNA from peripheral blood, preparation for next-generation sequencing using genomic DNA, and finally next-generation sequencing were performed. The raw data obtained were mapped to the reference human genome GRCh38 in the "CLC Genomics Workbench 20.0.4" software and analyzed in a flow suitable for whole-exome sequence analysis. The variants detected as a result of the analysis were firstly evaluated whether they are in the ClinVar and then gathered under the three titles "variants in the ClinVar database", "variants in only the dbSNP database", and "unidentified variants excluding ClinVar and dbSNP". VarSome and Franklin databases were searched to determine the significance of the variants. SERPING1 gene variation unidentified in the ClinVar and dbSNP databases was detected in two patients. The heterozygous c.-22-2A>G variation detected in the first patient was demonstrated for the first time in the Turkish population with this study. The c.826_832del p.Arg276* variation detected in the second patient was revealed for the first time in this study. The hereditary nature of these variations was demonstrated by high-resolution melting analysis (HRM) and Sanger sequencing. We suggest transcriptomic analyzes to detect epigenetic changes in the molecular pathology of HAE without SERPING1 mutation and further epigenetic studies to reveal functional epigenetic factors arising from possible interactions of C1INH with RNA molecules or other proteins.