Alzheimer ve parkinson hastalığı için biyomarkır geliştirilmesi
Development of biomarkers for alzheimer's and parkinson's diseases
Yazar: ERDEN EREN
Danışman: PROF. DR. ŞERMİN GENÇ
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Temel Sinirbilimler Bilim dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Eksozomlar = Exosomes ; Mikro RNA = Micro RNA ; Parkinson hastalığı = Parkinson disease

Özet:
Amaç: Alzheimer hastalığı (AH) ve Parkinson hastalığı (PH) günümüzde en sık görülen nörodejeneratif hastalıklardır ve kesin tanıları ancak post-mortem beyin dokusunun histopatolojik incelemesiyle mümkündür. Günümüzde bu hastalıklarda kesin tanı için biyobelirteç bulunmamaktadır. Ancak, dolaşımda bulunan mikroRNA (miRNA)'lar gibi yeni biyobelirteç adayları araştırılmaktadır. miRNA'lar, 20-22 nükleotid uzunluğunda kodlamayan küçük RNA molekülleri olarak tanımlanmaktadır. Ayrıca, miRNA'lar vücut sıvıları ve eksozomlar gibi mikroveziküllerin içinde de bulunabilmektedir. Bu özellikleri dolayı son yıllarda biyobelirteç alanında ilgi çekmektedirler. Bu çalışmada güncel biyobelirteçlerin standardizasyonu ve yeni AH biyobelirteçlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır
Yöntem: Laboratuvarımız tarafından yapılan mikroarray çalışmasından elde edilen sonuçları doğrulamak içim bağımsız bir hasta örnekleminde (AH=24, FTD=17 ve Kontrol=29) serum ve eksozomal miRNA'ları gerçek zamanlı PCR ile inceledik. DIANA miRPath v3.0 sunucusu kullanılarak miRNA'ların olası hedef yolakları belirlendi. "Receiver operating characteristic" (ROC) analizi kullanılarak miRNA'ların tanısal değerleri incelendi. Standardize yöntemler kullanılarak alfa-sinüklein seviyeleri "enzyme-linked immunosorbent assay" (ELISA) kullanılarak ölçüldü.
Bulgular: Çalışmamızda AH'de beş miRNA'nın (miR-20b, miR-663-3, miR-762, miR-320b and miR-1915-5p) ifadesinin değiştiğini gösterdik. Bu miRNA'ların olası hedefleri östrojen, ras yolakları, sirkadiyen ritim ve akson yönlendirme yolaklarının olduğu tespit edildi. Çalışmamızda serumda bulunan miR-320b ve miR-1915-5p'nin potansiyel tanısal değerleri %100 olarak bulunmuştur. Ayrıca, ventriküler hacmin AH tanısında amiloid beta seviyelerinin yorumlanmasında önemli bir faktör olduğu gösterilmiştir. Alfa-sinüklein ELISA kitinin standardizasyonunda kullanılan örneklerin farklı seyreltmelerinde ELISA kitinin benzer performans verdiğini gösterdik. 
Sonuç: Serumda bulunan miRNA'lar AH'yi sağlıklı ve nörolojik hasta kontrol grubu (FTD) hastalarından ayırt etmede iyi biyobelirteç adayı olarak değerlendirilebilir. Alfa-sinüklein ELISA kitinin biyobelirteç olarak kullanılması öncesinde laboratuvar içi ve laboratuvarlar arası standardizasyonu yapılması gerekliliği ortaya konmuştur.

Abstract:
Objectives: Nowadays, Alzheimer's (AD) and Parkinson's (PD) disease are the most prevalent neurodegenerative disorders. Definitive diagnosis of these two diseases is only possible after examination of post-mortem brain tissue. There is no definitive diagnostic biomarker for these diseases. However, there are advancement in biomarker candidates such as circulating microRNAs (miRNA). microRNAs are 20-22 nucleotide long non-coding small RNA molecules which are post-transcriptional regulators of gene expression. They can be found in body fluids and also in exosomes and these features make them attractive candidate as biomarkers. In this study, we aimed to identify novel biomarker candidates and standardize the existing ones.
Method: In order to validate miRNA hits from microarray study which previously done by our laboratory, we used serum and exosome samples from independent patient cohort (AD=24, FTD=17 and Control=29) and analyzed miRNAs with real time PCR. Their predicted pathway targets were analyzed with DIANA miRPath v3.0 server. Receiver Operating Characteristic (ROC) analysis was used to potential diagnostic values of validated miRNAs. Alpha-synuclein levels were measured with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) following standardized protocols. 
Results: In our study, we found five miRNAs (miR-20b, miR-663-3, miR-762, miR-320b and miR-1915-5p) were differentially expressed in AD. The predicted targets of these miRNAs include estrogen and ras signaling, axon guidance and circadian rhythm. We found that the potential diagnostic values of miR-320b and miR-1915-5p in serum were found to be 100%. Additionally, ventricular volume is an important confounding factor for interpreting amyloid beta levels in diagnosis of AD. We showed that the alpha-synuclein ELISA kit gave similar performance in different dilutions of the samples.
Conclusion: Serum miRNAs can be utilized as good biomarker candidates in discrimination of AD from control and FTD as neurological disease control group. The need for standardization between intra- and interlaboratory studies has been demonstrated before use of the alpha-synuclein ELISA kit as a biomarker.