Faktör XII'nin retinal vasküler ödem üzerine etkisi
Effects of Factor XII on retinal vascular edema
Yazar: TUNA ÜSTÜNKAYA
Danışman: PROF. DR. NACİYE LEYLA AÇAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Doku plazminojen aktivatörü = Tissue plasminogen activator ; Faktör XII = Factor XII ; Göz hastalıkları = Eye diseases ; Kallikreinler = Kallikreins ; Kininler = Kinins ; Plazma = Plasma ; Retina = Retina ; Retina damarları = Retinal vessels ; Ödem = Edema

Özet:
Üstünkaya T., Faktör XII'nin retinal vasküler ödem üzerine etkisi. Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Biyokimya Programı Doktora Tezi, Ankara, 2017. Kallikrein-kinin sistemi (KKS), retinal vasküler hastalıklarda vazojenik ödemin bilinen bir aracısıdır. Yolağın etkileri daha önce araştırılmış olmasına rağmen, aktivasyon mekanizması henüz aydınlatılmamıştır. Faktör XII (FXII), KKS'nin ana aktivatörü olup plazma prekallikrein (PPK)'yi proteolitik olarak plazma kallikrein (PKal)'e dönüştürür. FXII'nin Diyabetik Maküler Ödem (DME) hastalarının vitreus sıvılarında bulunduğu gösterilmiş, ancak patofizyolojideki rolü açıklanmamıştır. Bu çalışmada doku-plazminojen aktivatörü (tPA)-plazminojen yolağının, KKS aktivasyonundaki rolü ve FXII'nin retinal vasküler ödem üzerine etkileri araştırılmıştır. Araştırmanın ilk kısmında, tPA'nın insan plazmasında doz bağımlı kallikrein-benzeri aktivite oluşturduğu, bu aktivitenin FXII ve plazminojen bağımlı olduğu gösterilmiştir. tPA'nın FXII ve PKal ile direkt etkileşmediği, plazmin aracılığıyla FXII'nin parçalandığı ve parçalanan fragmanların enzimatik olarak aktif olduğu ortaya konmuştur. tPA normal fare plazmasında, kallikrein-benzeri aktivite artışına ve yüksek molekül ağırlıklı kininojen (HK)'in parçalanmasına neden olurken, PPK ve FXII knock-out farelerde artış ve parçalanma gözlenmemiştir. Intravenöz sistemik tPA tedavisi, farelerde in vivo kallikrein-benzeri aktivite oluşturmuş ve bu aktivite PPK'nin PKal'e dönüşümüyle protein düzeyinde gösterilmiştir. İkinci bölümde, FXII'nin retinal ödem üzerine rolü incelenmiştir. DME vitreusunda kontrol grubuna göre anlamlı şekilde fazla FXII aktivitesi izlenmiştir. In-vivo VEGF aracılı ve bradikinin aracılı retinal ödem modellerinde, kallikrein-benzeri aktivite gösterilmiştir. FXIIa intravitreal enjeksiyonu, 24. saatte anlamlı bir retinal kalınlık artışına neden olmuş ve PPK knock-out fareler %70 oranında az retinal kalınlık artışı göstermiştir. Çalışmamız fibrinolitik sistemin, patofizyolojik olarak KKS aktivatörü olarak görev yapabileceğini ortaya koymuştur. FXII'nin ise retinal ödem gelişimi üzerine etkili olabileceğini göstermiştir.

Abstract:
Ustunkaya T., Effects of Factor XII on retinal vascular edema, Hacettepe University Institute of Health Sciences Biochemistry Doctor of Philosophy Thesis, Ankara, 2017. Kallikrein-kinin system(KKS) is a known mediator of vasogenic edema in patients with retinal vascular diseases. Although its effects are well characterized on vascular permeability and retinal thickness, the initiator of the pathway has not been elucidated. Factor XII (FXII); the main activator of KKS, cleaves plasma prekallikrein (PPK) to its active form plasma kallikrein (PKal). It has been previously shown that FXII is present in the vitreous of patients with Diabetic Macular Edema (DME), but its role is not yet available. In this study, we aim to characterize the role of FXII in retinal edema, and investigate tissue plasminogen activator(tPA) – plasmin pathway as an activator of KKS. tPA caused concentration dependent of KKS activation, which was dependent on the presence of FXII and plasminogen in human plasma. tPA didn't directly interact with PPK or FXII, rather interacts via plasmin mediated cleavage of FXII. FXII cleaved by plasmin resulted in enzymatically active FXII fragments. tPA-mediated KKS activation occured in normal mouse plasma, and was not present in PKal- or FXII-deficient mice. Moreover, tPA mediated KKS activation resulted in HK cleavage, which was not present again in FXII or PKal knock-out mice. Intravenous administration of therapeutic tPA in mice resulted in in-vivo activation of KKS and cleavage of PPK to PKal. Next, we turned our attention to the role of FXII's role in retinal vascular diseases. We showed that there is increased FXII activity in patients with DME which correlate with increased KKS components. We showed that KKS got activated in-vivo in VEGF-induced and bradykinin-induced retinal edema models. We revealed that FXIIa injection cause significant retinal edema compared to PBS, and PKal-deficient mouse shows %70 less thickening compared to wild-type counterparts. Our results suggest that fibrinolytic system is a pathophysiologic activator of KKS, and FXII promotes retinal thickening in retinal vascular disease models.