İnterferon-gama, HSA-MIR-24-3P ve HSA-MIR-181D-3P plazma ekspresyon seviyeleri ve IFGN RS2069727 T/C tek nükleotit polimorfizminin MS riski ve glatiramer asetat tedavisi kapsamında klinik ve ın silico yaklaşımlarla incelenmesi
Expression levels and IFGN RS2069727 T/C single nucleotide polymorphism with clinical and in silico approaches in the scope of MS risk and glatiramer acetate treatment
Yazar: MEKSELİNA KALMAZ
Danışman: PROF. DR. BİRSEN CAN DEMİRDÖĞEN
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Genetik = Genetics ; Nöroloji = Neurology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Moleküler biyoloji = Molecular biology ; Nörobiyoloji = Neurobiology

Özet:
Multipl skleroz (MS), merkezi sinir sisteminin (MSS) kronik otoimmün bir hastalığıdır. En sık görülen klinik tipi tekrarlayan-düzelen MS'tir (relapsing-remitting MS, RRMS). İnterferon-gama (IFN-gamma), MS'te görülen enflamatuar yolda önemli rollere sahiptir. IFNG genindeki varyasyonlar ve bazı mikroRNA'lar (miRNA) IFN-gama ifadesini etkilemektedir. IFNG rs2069727 T/C varyasyonunun MS ile ilişkisi Türk toplumunda ilk kez bu çalışma ile araştırılmıştır. Ayrıca çalışmamızda, plazmadaki IFN-gama seviyeleri ile bu seviyeyi etkilediği düşünülen IFNG rs2069727 T/C varyasyonu ve hsa-miR-24-3p ve hsa-miR-181d-3p rölatif ekspresyon seviyeleri, MS riskine ve engellilik puanlarına etkileri yönünden incelenmiştir. IFN-gama protein seviyesi ve bu seviyeyi etkilediği düşünülen hsa-miR-24-3p ve hsa-miR-181d-3p rölatif ekspresyon seviyeleri RRMS tanısı ve glatiramer asetat (GA) tedavi yanıtı açısından ilk kez birlikte değerlendirilmiştir. 
Bu çalışmada, "genetik polimorfizm" ve "miRNA ve ELISA" çalışma grupları olmak üzere iki çakışan grup, 2017 McDonald Revize Kriterleri'ne göre oluşturulmuştur. Genetik polimorfizm grubu için 330 RRMS hastası ve 330 kontrol dâhil edilmiştir.Bu  
grubun içerisinden ilaç tedavisine başlanmamış (treatment-naïve, naif) 25 RRMS hastası, GA tedavisi alan 25 RRMS hastası ve 25 kontrol, miRNA ve ELISA çalışması bölümüne dâhil edilmiştir. Genetik polimorfizm çalışma grubundaki MS hastalarının genotiplemeleri gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile gerçekleştirilmiştir. miRNA ve ELISA çalışma grubu katılımcılarının plazma hsa-miR-24-3p ve hsa-miR-181d-3p rölatif ekspresyon seviyeleri kantitatif gerçek zamanlı PCR ile; plazma IFN-gama seviyesi ise ELISA yöntemi ile belirlenmiştir. Örnekler Ankara Bilkent Şehir Hastanesi Nöroloji Polikliniği'nden alınmıştır.
IFNG rs2069727 T/C varyasyonu gruplar arasında incelenmiş ve genotip dağılımları açısından anlamlı bir farklılık bulunmamıştır. Plazma rölatif ekspresyon analizinde, hsa-miR-24-3p ve hsa-miR-181d-3p seviyelerinin GA ve naif hastalarda kontrol grubuna göre anlamlı derecede yüksek olduğu; yaşa göre düzenlenmiş plazma IFN-gama seviyelerinin ise GA ve naif hastalarda kontrol grubuna göre anlamlı derecede düşük olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada, tüm grupta yapılan analizde, düşük IFN-gama seviyesine (≤1.311 pg/mL) sahip bireylerin hsa-miR-24-3p rölatif ekspresyon seviyelerinin yüksek IFN-gama (>1.311 pg/mL) grubunda bulunan bireylerinkinden istatistiksel olarak anlamlı ölçüde yüksek olduğu; düşük hsa-miR-181d-3p seviyesine (≤ 2.90) sahip bireylerin plazma IFN-gama seviyelerinin yüksek hsa-miR-181d-3p seviyesine (>2.90) sahip bireylerinkinden istatistiksel olarak anlamlı ölçüde yüksek olduğu bulunmuştur. Bu çalışmada, IFNG genini düzenleyen miRNA'lar ve transkripsiyon faktörlerin ağı in silico analizlerle oluşturulmuştur. Dahası, hsa-miR-24-3p ile, GA tedavisiyle ilişkilendirilen genler içerisinden C-tipi lektin alan ailesi 16 A üyesi ve katepsin S arasında bir etkileşim bulunmuştur. Bu tez, ileride yeni biyosensörlerde kullanılabilecek yeni potansiyel tanı testlerinin geliştirilmesi, bu sayede RRMS'in erken teşhisi ve prognoz takibinin daha kolay bir şekilde yapılabilmesi ve hsa-miR-24-3p ve hsa-miR-181d-3p'yi RRMS tedavisi için ilaç hedefi olarak değerlendiren yeni çalışmaların gerçekleştirilmesi açısından Biyomedikal Mühendisliği alanına önemli katkılar sunan bir çalışma niteliğindedir.

Abstract:
Multiple sclerosis (MS) is a chronic autoimmune chronic disease of the central nervous system (CNS). The most common clinical type is relapsing-remitting MS (RRMS). Interferon-gamma (IFN-gamma) has important roles in the inflammatory pathway observed in MS. Variations in the IFNG gene and some microRNAs (miRNAs) affect the expression of IFN-gamma. The IFNG rs2069727 T/C variation with MS was investigated for the first time in the Turkish population in this study. Moreover, in our study, the plasma IFN-gamma levels, the IFNG rs2069727 T/C variation thought to affect these levels, and the relative expression levels of hsa-miR-24-3p and hsa-miR-181d-3p were examined for their effects on MS risk and disability scores. The IFN-gamma protein level and the relative expression levels of hsa-miR-24-3p and hsa-miR-181d-3p, which are thought to influence this level, were evaluated together for the first time in terms of RRMS diagnosis and response to glatiramer acetate (GA) treatment. 
In this study, two overlapping groups, the "genetic polymorphism study group" and the "miRNA and ELISA study group", were formed according to the 2017 McDonald Revised Criteria. The genetic polymorphism group included 330 RRMS patients and 330 controls. This group included 25 RRMS patients who had not started GA treatment (treatment-naïve), 25 RRMS patients who received GA treatment, and 25 controls in the miRNA and ELISA study section. Genotyping of MS patients in the genetic polymorphism study group was performed by real-time polymerase chain reaction. Plasma hsa-miR-24-3p and hsa-miR-181d-3p relative expression levels in the miRNA and ELISA study group participants were determined by quantitative real-time PCR, and plasma IFN-gamma levels were determined by ELISA method. Samples were taken from Ankara Bilkent City Hospital Neurology Polyclinic.
The IFNG rs2069727 T/C variation was analyzed among the groups, and no significant differences were observed in genotype distributions. Plasma relative expression analysis revealed that hsa-miR-24-3p and hsa-miR-181d-3p levels were significantly higher in GA and treatment-naïve patients compared to the control group; whereas age-adjusted plasma IFN-gamma levels were significantly lower in GA and treatment-naïve patients compared to controls. In the overall group analysis, individuals with low IFN-gamma levels (≤1.311pg/mL) had significantly higher hsa-miR-24-3p relative expression levels compared to those in the high IFN-gamma group (>1.311pg/mL). Additionally, individuals with low hsa-miR-181d-3p levels (≤ 2.90) had significantly higher plasma IFN-gamma levels compared to those with high hsa-miR-181d-3p levels (>2.90). In this study, the network of miRNAs and transcription factors regulating the IFNG gene was created by in silico analysis. Furthermore, an interaction has been identified between hsa-miR-24-3p and genes associated with GA therapy, specifically within the C-type lectin domain family 16 member A and cathepsin S. This thesis is a study that makes significant contributions to the field of Biomedical Engineering by developing new potential diagnostic tests, which may be used in novel biosensors in the future, thereby facilitating the easier early diagnosis and prognosis monitoring of RRMS, and by conducting new studies that evaluate hsa-miR-24-3p and hsa-miR-181d-3p as drug targets for the treatment of RRMS.