Pseudomonas aerugınosa lipopolisakkaritinin COVİD-19 spike proteini araştırmalarında yeni bir model olarak değerlendirilmesi
Evaluation of pseudomonas aeruginosa lipopolysaccharide as a new model in COVİD-19 spike protein research
Yazar: AYŞEGÜL YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. CAN TÜRK
LOKMAN HEKİM ÜNİVERSİTESİ / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Gram negatif bakteriler = Gram negative bacteria ; Korona virüs enfeksiyonları = Coronavirus enfections ; Pseudomonas enfeksiyonları = Pseudomonas infections

Özet:
Pseudomonas aeruginosa (P.aeruginosa), birçok virülans faktörüne sahip gram negatif fırsatçı bir patojendir. Özellikle pilus, flagella ve lipopolisakkarit (LPS) gibi yüzey komponentleri ile konak hücre yüzeyine yapışır ve konak immün yanıtına neden olur. Yeni Koronavirüs hastalığı (COVID-19), şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2'nin (SARS-CoV-2) neden olduğu, yüksek oranda bulaşıcı bir hastalıktır. COVID-19 enfeksiyonunda hücresel immünitenin kontrolsüz inflamatuvar yanıt oluşturması sonucunda sitokin fırtınası meydana gelir. COVID-19 enfeksiyonunda görülen yoğun sitokin salınımı, LPS kaynaklı sepsislerde de görülür. COVID-19 enfeksiyonunun klinik gelişimi ve semptomlarıyla ilişkili üç fazı ve her faz için önem taşıyan genler, birinci faz başlangıç aşaması olarak ACE2 ve ANPEP; ikinci aşama EGFR ve IGF2R olarak belirlendi.
Bu çalışmada koronavirüs enfeksiyonunda, ifade değişikliklerinin gözlendiği birinci ve ikinci fazda yer alan nonimmün genlerin, kolon ve akciğer epitel hücrelerinin SARS-CoV-2 spike proteini ve LPS ile ayrı ayrı muamele edilmesiyle ifade değişimleri olup olmadığının belirlenmesi hedeflendi. Bu amaçla BEAS-2B ve CRL-1831 hücreleri kullanılarak 12,24,48 ve 72 saat zaman aralıklarında spike ve LPS muamelesi yapılmıştır. Her zaman aralığı sonunda ACE2, ANPEP, EGFR ve IGF2R gen ekspresyon düzeyleri ve protein düzeyleri belirlendi.
Çalışma sonuçları, bu genlerin hem kolon hem akciğer epitel hücrelerinde anlamlı olarak farklı yanıtlar oluşturduğunu gösterdi. Her ne kadar klinik görünümleri benzer olsa da çalışmamızda LPS ve spike proteinin belirlenen genlerde her düzeyde aynı cevapları oluşturmadığı gösterildi. Ayrıca kolon ve akciğer epitel hücrelerindeki LPS ve spike proteini uygulamalarında da anlamlı olarak farklı yanıtlar elde edildi. Bu farklar dikkate alınarak gelecekte yapılacak araştırmalarda çalışmamızdaki bilgiler ışık tutacaktır.

Abstract:
Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) is a gram-negative opportunistic pathogen with numerous virulence factors. It adheres to host cell surfaces through surface components such as pili, flagella, and lipopolysaccharides (LPS), triggering host immune responses. The novel Coronavirus disease (COVID-19), caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), is a highly contagious illness. In COVID-19 infections, an uncontrolled inflammatory response of cellular immunity results in a cytokine storm. The intense cytokine release observed in COVID-19 infections is also seen in LPS-induced sepsis. The clinical progression and symptoms of COVID-19 are associated with three phases, with specific genes being significant for each phase: ACE2 and ANPEP in the initial phase, and EGFR and IGF2R in the second phase.
This study aimed to determine whether there are expression changes in non-immune genes involved in the first and second phases of coronavirus infection, where expression changes are observed, by treating colon and lung epithelial cells separately with the SARS-CoV-2 spike protein and LPS. For this purpose, BEAS-2B and CRL-1831 cells were treated with spike and LPS at 12, 24, 48, and 72-hour intervals. At the end of each interval, the expression levels of ACE2, ANPEP, EGFR, and IGF2R genes and their protein levels were determined.
The results of the study showed that these genes elicited significantly different responses in both colon and lung epithelial cells. Although the clinical manifestations are similar, our study demonstrated that LPS and spike protein did not produce the same responses at all levels in the identified genes. Additionally, significant differences were obtained in the responses to LPS and spike protein applications in colon and lung epithelial cells. These differences will provide insights for future research, considering the findings of our study