Glioblastoma tanılı ve tanıdan sonra uzun süreli yaşayan olgularda rna sekanslama tabanlı transkriptomik gen analizi ve ilişkili sinyal yolaklarının tespiti
Rna sequencing-based transcriptomic gene analysis and detection of related signal pathways in cases diagnosed with glioblastoma and surviving long-term after diagnosis
Yazar: CAN KIVRAK
Danışman: PROF. DR. ADNAN DAĞÇINAR
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Beyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2024
Konu: Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Moleküler biyoloji = Molecular biology ; Transkripsiyon-genetik = Transcription-genetic

Özet:
Glioblastoma, santral sinir sistemi tümörleri arasında en agresif ve en ölümcül olanıdır ve yetişkinlerde en sık karşılaşılan primer beyin tümörüdür. Düşük sağ kalımın başlıca sebepleri arasında mevcut tedavilerin kısıtlılığı, diffüz seyri, patofizyolojisinin tam olarak anlaşılamaması ve ciddi genetik instabilite nedeniyle oluşmuş kompleks tümör heterojenitesi ile ilişkili olduğu düşünülmektedir. Bazı glioblastoma hastalarının verilen tedavilere diğer hastalara göre daha iyi yanıt vererek daha uzun süreli sağ kalım sağladığı bilinmektedir. Glioblastomada terapötik tedavi yanıtını ve prognozu öngören, klinik açıdan yararlı moleküler belirteçler hala yeterli seviyede olmayıp, uzun süreli sağ kalıma katkıda bulunan klinik ve moleküler faktörlere ait bilginin sınırlı olması, bu alanda çalışan araştırmacıları moleküler düzeyde incelemelere yöneltmektedir. 
Bu çalışma ile glioblastomanın tedavisinde kullanılabilecek potansiyel teröpatik ajanların hedefleneceği yeni gen lokusları ile ilişkili sinyal yolaklarını tespit etmek ve uzun süreli sağ kalım ile ilişkili olabilecek genetik mutasyonlar ve ilişkili olduğu sinyal yolakları belirlenmeye çalışılmıştır. 
2014-2019 yılları arasında Marmara Üniversitesi Beyin ve Sinir Cerrahisi Kliniğinde opere edilmiş, patolojisi glioblastoma olarak tespit edilmiş ve uzun sağ kalım sağlamış 9 hastanın tümör eksizyon dokuları RNAseq yöntemi ile dizilenmiştir. Verileri kıyaslamak için, TCGA veri bankasından üç grup oluşturulmuştur. Düşük sağ kalım sağlamış ve yaklaşık 1 yıllık sağ kalıma sahip olan 9'ar hastanın verileri ile 5 glioblastoma hastasının sağlıklı dokusunun RNA-seq dizileme verileri kullanılmıştır. İfadesi farklılaşan genlerin tespiti için 4 farklı gruptan ikili karşılaştırmalar oluşturulmuştur. Yüksek sağ kalımda, aktive olan ve baskılanan biyolojik süreçleri ve moleküler yolakları tespit etmek için, sağ kalımı yüksek hastaların diğer gruplarla olan karşılaştırma sonuçlarında ortaya çıkan ve üç karşılaştırmada da ortak olarak gözüken anlamlı genler üzerinden işlev zenginleştirme analizleri yapılmıştır. Biyolojik süreçler için Gen Ontoloji terimleri, moleküler yolaklar için ise KEGG, Reactome ve Wikipathways veri bankaları kullanılmıştır. 
Her üç karşılaştırmada diğer durumlara göre uzun sağ kalım koşulunda yukarı regüle olan 26 gen, aşağı regüle olan 116 gen belirledik. Yukarı regüle genlerin işlev zenginleştirme analizlerine bakıldığında "histon methylation", "chromatin modification", "Chromatin organization" dikkati çekmekte iken aşağı regüle genlerin işlev zenginleştirme analizlerine bakıldığında "Activation of GABAB receptors", "G protein gated Potassium channels", "activation of immune response", "innate immune response" ve "ubiquitin-protein transferase activity" dikkati çekmektedir.

Abstract:
Glioblastoma is the most aggressive and lethal central nervous system tumor and the most common primary brain tumor. The main reasons for low survival are thought to be related to the limitations of current treatments, its diffuse course, incomplete understanding of its pathophysiology, and complex tumor heterogeneity caused by severe genetic instability. It is known that some glioblastoma patients respond better to treatments than other patients and provide longer-term survival. Clinically useful molecular markers that predict therapeutic treatment response and prognosis in glioblastoma are still not at a sufficient level, and the limited knowledge of clinical and molecular factors that contribute to long-term survival directs researchers working in this field to investigate at the molecular level.

In this study, we tried to identify the signaling pathways associated with new gene loci that will target potential therapeutic agents that can be used in the treatment of glioblastoma, and to determine the genetic mutations that may be associated with long-term survival and the signaling pathways they are associated with.

Tumor excision tissues of 9 patients who were operated on at Marmara University Neurosurgery Clinic between 2014 and 2019, whose pathology was detected as glioblastoma and who achieved prolonged survival, were sequenced with the RNAseq method. To compare the data, three groups were created from the TCGA database. Data from 9 patients with low survival and approximately 1-year survival and RNA-seq sequencing data from healthy tissues of 5 glioblastoma patients were used. Pairwise comparisons were made from 4 different groups to detect genes whose expression differed. In order to identify the biological processes and molecular pathways that are activated and repressed in high survival, function enrichment analyses were performed on significant genes that emerged in the comparison results of high survival patients with other groups and appeared common in all three comparisons. Gene Ontology terms were used for biological processes, and KEGG, Reactome and Wikipathways databases were used for molecular pathways.

In all three comparisons, we identified 26 genes that were up-regulated and 116 genes that were down-regulated in the long-term survival condition compared to the other conditions. When looking at the function enrichment analysis of up-regulated genes, "histone methylation", "chromatin modification", "Chromatin organization" attract attention, while when looking at the function enrichment analysis of down-regulated genes, "Activation of GABAB receptors", "G protein gated Potassium channels", "activation of immune response", "innate immune response" and "ubiquitin-protein transferase activity" attract attention.