Diyabetik ayak yaralarında toll benzeri reseptör 2 ve 4 (TRL2 ve TLR4) genlerinin ekspresyon düzeyleri ve polimorfizmlerinin rolü
The role of expression levels and polymorphisms of toll like receptor 2 and 4 (TLR2 and TLR4) genes in the diabetic foot wounds
Yazar: GİZEM AKINCI GÖNEN
Danışman: PROF. DR. GÜLSEREN BAĞCI
Pamukkale Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Tıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2016
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Ayak = Foot ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Gen ifadesi = Gene expression ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Reseptörler-toll like = Receptors-toll like ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries

Özet:
Diyabetes Mellitus (DM), hızla insidansı ve prevalansı artan, çok sayıda komplikasyon ile ilişkili, hiperglisemi ile karakterize kronik metabolik bir hastalıktır. Diyabetik hastalar, çoğunlukla alt ekstremite amputasyonlarına, hareket kısıtlılığına ve kısalmış yaşam süresine neden olan diyabetik ayak yarası gelişimi açısından yüksek risk altındadır. Diyabetik ayak yarası gelişimi birçok faktör ile ilişkili olmasına rağmen diyabetik popülasyonda yara iyileşmesini inhibe eden moleküler mekanizmalar hala tam olarak anlaşılamamıştır. Artmış inflamasyon, diyabetik ayak yarası iyileşmesindeki yetersizliğe katkı sağlayan önemli bir faktördür. Diyabet ve diyabetik komplikasyonlarda toll benzeri reseptörlerin (TLRs) bunlardan da özellikle TLR2 ve TLR4 gibi inflamasyonun biyolojik belirteçlerinin arttığını raporlayan çeşitli çalışmalar mevcuttur. TLR'ler doku hasarında immun sistemi uyaran ve inflamatuar cevabı düzenleyen önemli doğal immun reseptörleridir. TLR'ler ciltte bulunan ya da dolaşımdan toplanan immun hücrelere ek olarak ciltteki dermis ve epidermis hücrelerinde de eksprese olurlar. TLR gen polimorfizmlerinin immun - nonimmun hücrelerde ilgili sinyal yolaklarını bozduğu bilinmektedir ve TLR sinyalizasyonundaki bu genetik değişiklikler diyabeti de içeren çeşitli inflamatuar hastalıklarda gözlenebilmektedir. Diyabetik komplikasyonlardaki TLR2 geni ve TLR4 geni polimorfizmlerinin rolü hakkındaki veriler sınırlıdır, sadece birkaç çalışmada TLR4'ün diyabetin sekonder komplikasyonlarıyla ilişkisi raporlanmıştır. Bu çalışmada, Tip 2 diyabeti (T2DM)  bulunan 30 diyabetik ayaklı hasta ve kontrol grubu olarak T2DM dışındaki nedenlerle ayak yarası bulunan 20 hastada TLR2 ve TLR4 mRNA ekspresyon farklarının ve TLR2 Arg677Trp (rs121917864), TLR2 Arg753Gln (rs5743708), TLR4 Asp299Gly (rs4986790) ve TLR4 Thr399Ile (rs4986791) polimorfizmlerinin dağılımlarının gerçek zamanlı PCR yöntemiyle belirlenmesi amaçlanmıştır. TLR2 ve TLR4 mRNA analizi için hasta ve kontrol gruplarından yara dokusu elde edilmiştir. Diyabetik hastaların yaralarında TLR2 ve TLR4 mRNA ekspresyonları, diyabet dışı nedenlerle yarası bulunan hastalarla karşılaştırıldığında anlamlı şekilde artış saptanmıştır (p=0.0001). Değişen ekspresyonun TLR2 ve TLR4 polimorfizmleri ile ilişkili olup olmadığını belirlemek amacıyla periferik kandan genomik DNA izole edilmiştir. TLR4 geni Thr399Ile heterozigot polimorfizmi sadece bir hasta ve bir kontrolde belirlenmiştir. Hasta ve kontrol gruplarındaki hiçbir olguda TLR2 geninin Arg677Trp ve Arg753Gln polimorfizmlerini ve TLR4 geninin Asp299Gly polimorfizmini saptamadık. Sonuç olarak TLR2 ve TLR4 polimorfizmlerinin diyabetik ayak ile ilişkisini tam ortaya koyabilmek için bu konuda yapılacak büyük çalışmalara gereksinim vardır. Bulgularımıza göre, TLR2 ve TLR4 ekpresyon seviyelerinin tip 2 diyabetli olguların yaralarında belirgin olarak yüksek saptanmış olması diyabetik yaralarda inflamatuar cevabı aktive ederek iyileşmeyi bozduğunu ortaya koymaktadır.

Abstract:
Diabetes Mellitus is a chronic metabolic disease characterized by hyperglycemia rapidly increasing in incidence and prevalence and is associated with numerous complications. Diabetic patients are at high risk of developing diabetic foot ulcers that often lead to lower limb amputations, long term disability, and a shortened lifespan. Multiple factors have been associated with diabetic foot ulcers development however, the molecular mechanisms that lead to inhibition of wound healing in diabetic population are still not well understood. Increased inflammation is an important contributing factor in the failure to heal of diabetic foot ulcers. Numerous studies have reported increased levels of biomarkers of inflammation, including toll-like receptors (TLRs), especially TLR2 and TLR4, in diabetes and diabetic complications. TLRs are important innate immune receptors that alert the immune system to tissue damage and regulate the inflammatory response. TLRs are expressed by cells comprising the dermis and epidermis of the skin, in addition to the immune cells that reside within the skin or those that are recruited from circulation. TLR gene polymorphisms are known to impair corresponding signaling pathways in immune - nonimmune cells and this genetic alterations in TLR signaling can be seen in several inflammatory diseases including diabetes. Data regarding the role of TLR2 gene and TLR4 gene polymorphisms in diabetic complication are scarce, only a few studies have reported an association of TLR4 with a secondary complication of diabetes. In this study, we aimed to determine the differential mRNA expression of TLR2 and TLR4 and the distributions of TLR2 Arg677Trp (rs121917864), TLR2 Arg753Gln (rs5743708), TLR4 Asp299Gly (rs4986790) and TLR4 Thr399Ile (rs4986791) polymorphisms in 30 diabetic foot ulcer patients with Type 2 diabetes (T2DM) and 20 foot ulcers patients without T2DM as controls by real time PCR methods. Wound tissue was obtained from both patient and control groups for mRNA analyses. TLR2 and TLR4 mRNA expressions were increased significantly in wounds of diabetic patients compared with nondiabetic wounds (p=0.0001). Genomic DNA was extracted from peripheral blood to detect whether altered expressions of TLR2 and TLR4 are associated with their polymorphisms. TLR4 gene Thr399Ile heterozygote polymorphism was found only in one patient and one control. We did not detect any case with Arg677Trp and Arg753Gln polymorphisms of the TLR2 gene and Asp299Gly polymorphism of the TLR4 gene in both patient and control groups. As a result, in order to reveal the relationship between TLR2 and TLR4 polymorphisms with diabetic foot completely, large-scale studies are needed. According to our results, due to TLR2 and TLR4 expression levels which was found to be significantly higher in type 2 diabetic patients with wounds are revealed to impair healing in diabetic wounds by activating inflammatory response.