Naive ve farklı evrelerdeki HIV hastalarında biyoinformatik analiz sonucu elde edilen miRNAların ekspresyonunun antiretroviral tedavi üzerine etkisi: art-MiRNA
The effect of expression of miRNAs resulted from bioinformatic analysis on antiretroviral therapy in naive and different stages of HIV patients: art-MiRNA
Yazar: HAKTAN SÖNMEZ
Danışman: PROF. DR. ÖNER SÜZER
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Cerrahpaşa Tıp Fakültesi / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Antiretroviral ajanlar = Anti-retroviral agents ; Biyoinformatik = Bioinformatics ; CD4-CD8 oranı = CD4-CD8 ratio ; HIV = HIV ; Mikro RNA = Micro RNA ; RNA = RNA ; T lenfositleri = T lymphocytes

Özet:
Amaç: Yıllar boyunca, HIV/AIDS (İnsan immün yetmezlik virüsü/Edinsel bağışıklık yetmezliği sendromu) üzerine yapılan araştırmalar yüksek derece aktif antiretroviral tedavi (HAART)'nin kullanıma girmesiyle hızlı bir gelişim göstermiştir. Bu ilerlemelere rağmen, HIV progresyonunun her açıdan değerlendirilmesi ile ilgili temel boşluklar devam etmektedir. Dolaşımdaki miRNA'lar son zamanlarda bulaşıcı hastalıklar için umut verici biyobelirteçler olarak kullanılmaktadır. Moleküler yollardaki potansiyel düzenleyici rolleri nedeniyle miRNA'lar, HIV gibi hastalıkların teşhis ve tedavisinde yeni adaylar arasındadır. Mirna keşfi, yapısının analizi, hedef tahminleri, diğer biyolojik süreçlerle ilişkisini içeren ve bu amaçlarla geliştirilen biyoinformatik araçlar ile hedeflediğimiz hasta grubunda prediktif olarak yaptığımız analizler valide edilecektir.  Bu çalışma, naive HIV hastalarında tanısal belirteçler olarak plazma miRNA'larını tanımlamayı ve ardından HAART altında HIV enfeksiyonunun bağışıklık durumunu izlemeyi amaçlamaktadır.

Yöntem: HIV'in patogenezinde ve çeşitli hücresel yollarında yer alan potansiyel miRNA'ları tanımlamak için biyoinformatik analiz kullandık ve real time polimeraz zincir reksiyonu (RT-qPCR) aracılığıyla hsa-miR-548-3p ve hsa-miR-27a-3p'yi validasyonunu yaptık. 15 naive HIV hastasından iki farklı zaman noktasında kan alındı. Plazma izole edildi, ardından RNA izolasyonu ve cDNA sentezi yapıldı; Taq-Man probları kullanılarak örnekler üzerinde gerçek zamanlı qPCR yapıldı ve veriler ΔΔCT yöntemi ile analiz edildi.

Bulgular: Verilerimiz, antiretroviral tedavi gruplarında kontrole kıyasla hsa-miR27a-3p'nin up regüle, hsa-miR548c-3p'nin down regüle olduğunu göstermektedir (p<0.05). Hsa-miR548c-3p'nin down regülasyonu, CD4 sayısı ile negatif korelasyon gösterirken, hsa-miR27a-3p'nin up regülasyonu, CD4 hücre sayısı ile negatif korelasyon gösterdi. Biyoinformatik analizlere dayanarak, hsa-miR27a-3p ve hsa-miR548c-3p'nin HIV hücre içine girerken kullandığı reseptörleri, çeşitli hücresel yollar ve potansiyel diğer hastalıklar dahil olmak üzere katkıda bulunan çeşitli faktörler aracılığıyla HIV patogenezine katkıda bulunduğu tahmin edilmektedir.

Sonuç: Verilerimiz, hsa-miR27a-3p ve hsa-miR548c-3p'nin taklitçileri veya inhibitörlerinin, gelecekteki çalışmalarda HIV tedavisi için potansiyel terapötik ajanlar olarak düşünülebileceğini göstermektedir.

Anahtar Sözcükler: HIV, miRNA, ART, CD8+ T hücre, CD4+ T hücre, hsa-miR27a-3p, hsa-miR548c-3p

Abstract:
Aim: Over the decades, research on HIV/AIDS has progressed with the introduction of HAART. Despite these advancements, essential gaps remain concerning aspects of the HIV progression. Circulating miRNAs are recently used as promising biomarkers for infectious diseases. Due to their potential regulatory roles in molecular pathways, miRNAs are among the novel candidates for diagnosing and treating conditions like HIV. We will validate our predictive analyzes in the targeted patient group with the bioinformatics tools developed for these purposes, including miRNA discovery, analysis of its structure, target predictions, and its relationship with other biological processes. This study aimed to identify plasma miRNAs as diagnostic markers in naive HIV patients, followed by HAART to monitor the immune status of HIV infection. 

Method: To identify the potent miRNAs involved in the pathogenesis and various cellular pathways of HIV. We used bioinformatics analysis and validated the hsa-miR-548-3p and hsa-miR-27a-3p through RT-qPCR. Blood was collected from 15 naive HIV patients at two different time points. Plasma was isolated, followed by RNA isolation and cDNA synthesis; real-time qPCR was performed on the samples using Taq-Man probes, and data were analyzed by the ΔΔCT method

Results: Our data indicate that hsa-miR27a-3p and hsa-miR548c-3p significantly downregulated after antiretroviral treatment groups in comparison to control (p<0.05).  The down regulation of hsa-miR548c-3p was positively correlated with reduced viral load and negatively with CD4 count.  However, the upregulation of hsa-miR27a-3p showed positive correlation with viral load and negative with CD4 cell count. Based on bioinformatics analyses, it is speculated that hsa-miR27a-3p and hsa-miR548c-3p contributing to the pathogenesis of HIV through several contributing factors including HIV auxiliary receptors, various cellular pathways and potential other diseases.  
Conclusion: According to our data, mimetics or inhibitors of hsa-miR27a-3p and hsa-miR548c-3p could be considered as potential therapeutic agents for the treatment of HIV in future studies.

Keywords: HIV, miRNA, ART, CD8+ T cell, CD4+ T cell, hsa-miR27a-3p, hsa-miR548c-3p