Polikistik böbrek hastalığının moleküler yöntemlerle araştırılması
Investigation of polycystic kidney disease by molecular methods
Yazar: ÖZGE SARICA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. NURAY ALTINTAŞ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Genetik = Genetics ; Nefroloji = Nephrology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Polikistik böbrek hastalıkları = Polycystic kidney diseases

Özet:
Amaç: Dünya çapında milyonlarca kişiyi etkileyen ve son dönem böbrek yetmezliği (SDBY)' nin en yaygın nedeni olarak bilinen polikistik böbrek hastalığı (PBH) klinik ve genetik olarak heterojen bir gruptur. Tek gen mutasyonlarının neden olduğu, yaşamı tehdit eden en yaygın genetik bozukluklardan biri olan PBH, otozomal dominant (ODPBH) ve  otozomal resesif (ORPBH) olarak kalıtım göstermektedir. ODPBH çoğunlukla Polycystic Kidney Disease 1 (PKD1) ve Polycystic Kidney Disease 2 (PKD2) genindeki mutasyonlardan, ORPBH ise çoğunlukla Polycystic Kidney and Hepatic Disease 1 (PKHD1) genindeki mutasyonlardan kaynaklanmaktadır. PBH' da genetik araştırmalar ile hastalığın kesin tanısı konabilmekte, hastalığın prognozu öngörülebilmekte, tedaviye uygun hastalar seçilip tedavi yöntemi belirlenebilmekte, aile planlaması için genetik danışmanlık verilebilmekte ve böbrek transplantasyonu seçeneklerinde rehberlik edebilmektedir. Kalıtsal böbrek hastalıklarında 100' den fazla genin aydınlatıldığı Next Generation Sequencing (NGS) teknolojisinin gen hedefli analiz yöntemleri ile daha kısa zamanda, daha güvenilir sonuçlar alınabilmektedir. Çalışmamızda PBH' na sahip hastalarda, NGS yöntemi ile PKD1, PKD2 ve PKHD1 genlerindeki mutasyonların araştırılması, fenotip-genotip ilişkisinin karşılaştırılması, elde edilebilecek yeni mutasyonların literatüre katkı sağlaması, hastalığa özgü biyobelirteç olarak kullanılabilmesi ile erken tanı ve tedaviye yardımcı olması amaçlandı.
Gereç ve Yöntem: Çalışma grubuna dahil olan 31 hastanın  pedigrileri çizilip kalıtım tipleri belirlenerek, klinik verileri ve kan örnekleri toplandı. DNA izolasyonu yapılıp, saflıkları değerlendirilen örnekler, kütüphane hazırlığı ve  hedef zenginleştirme işlemleri tamamlandıktan sonra, NGS cihazına yüklendi ve çalışma başlatıldı. Sonuçların biyoinformatik analizi veri tabanları kullanılarak gerçekleştirildi. Elde edilen sonuçların fenotip-genotip ilişkisi değerlendirildi.
Bulgular: NGS verilerinin analizi sonucunda, PKD1 geninde saptanan toplam 85 varyantın; % 3,53' ü Patojenik (P), % 5,88' i Muhtemel Patojenik (LP), % 24,71' i Klinik Önemi Bilinmeyen (VUS), % 51,76' sı Benign (B), % 14, 12' si Muhtemel Benign (LB) olarak değerlendirildi. PKD1 geninde saptanan "P" ve "LP" varyantların, % 62,50' si, "VUS" varyantların % 23,81' i "Novel" varyantlar olarak değerlendirildi. PKD2 geninde saptanan toplam 10 varyantın; % 20' si "P", % 10' u "VUS", % 50' si "B", % 20' si "LB" olarak değerlendirildi. PKDH1 geninde saptanan toplam 56 varyantın,  % 1,79' u "LP", % 30,36' sı "VUS", % 67,86' sı "B" olarak değerlendirildi. PKHD1 geninde saptanan tek "LP" varyant "Novel" ve "VUS" varyantların % 29,41' i "Novel" varyantlar olarak değerlendirildi. Genlerde saptanan varyantlar hastaların klinik verileriyle birlikte değerlendirildiğinde, fenotip-genotip ilişkileri uyumlu olarak bulundu.
Sonuç: Çalışmamızda elde edilen verilerin, PBH' da tanı, prognoz ve potansiyel terapötik müdahalelere odaklanan gelecekteki araştırmalara katkı sağlaması hedeflendi. Sonuçlarımız, PBH' nın altında yatan genetik faktörlerin daha derinlemesine anlaşılmasına, hastalığa özgü biyobelirteç olarak kullanılabilmesi ile erken tanı ve tedaviye katkıda bulunabilecektir. Ege bölgesi Manisa ve yöresinde ilk kez elde edilen orijinal sonuçlarımız ve "Novel" olarak değerlendirilen varyantlar veri tabanlarında yer alarak bu konuda çalışacak araştırmacılara referans olabilecektir.

Abstract:
Aim: Polycystic kidney disease (PKD), which affects millions of people worldwide and is known as the most common cause of end-stage renal disease (ESRD), is a clinically and genetically heterogeneous group. PKD, one of the most common life-threatening genetic disorders caused by single gene mutations, inherited as autosomal dominant (ADPKD) and autosomal recessive (ARPKD). ADPKD is mostly caused by mutations in the Polycystic Kidney Disease 1 (PKD1) and Polycystic Kidney Disease 2 (PKD2) genes, while ARPKD is mostly caused by mutations in the Polycystic Kidney and Hepatic Disease 1 (PKHD1) gene. With genetic research in PKD, a definitive diagnosis of the disease can be made, the prognosis of the disease can be predicted, patients suitable for treatment can be selected and the treatment method can be determined, genetic counseling can be given for family planning and can be guidance in kidney transplant options. More reliable results can be obtained in a shorter time by the gene-targeted analysis methods of Next Generation Sequencing (NGS) technology, in which more than hundred genes are elucidated in hereditary kidney diseases. In our study, it was aimed to investigate mutations in the PKD1, PKD2 and PKHD1 genes in patients with PKD using the NGS method, to compare the phenotype-genotype relationship, to contribute to the literature of the new mutations that can be obtained, and to help early diagnosis and treatment by using them as disease-specific biomarkers.
Materials and Methods: The pedigrees of thirty one patients included in the study group were drawn, their inheritance types were determined, and their clinical data and blood samples were collected. After DNA isolation and purity evaluation of the samples were completed, library preparation and target enrichment processes were completed, were loaded into the NGS device and the study was started. Bioinformatics analysis of the results was performed using databases. The phenotype-genotype relationship of the obtained results was evaluated.
Results: As a result of the analysis of NGS data, a total of eighty five variants detected in the PKD1 gene; 3.53 % is pathogenic (P), 5.88 % is likely pathogenic (LP), 24.71 % is of unknown clinical significance (VUS), 51.76 % is benign (B), % 14.12 of them were evaluated as likely benign (LB). 62.50 % of the "P" and "LP" variants detected in the PKD1 gene and 23.81 % of the "VUS" variants were evaluated as "Novel" variants. A total of ten variants detected in the PKD2 gene; 20 % were evaluated as "P", 10 % as "VUS", 50 % as "B", and 20 % as "LB". Of the fifty six variants detected in the PKDH1 gene, 1.79 % were evaluated as "LP", 30.36 % as "VUS", and 67.86 % as "B". The only "LP" variant detected in the PKHD1 gene was "Novel" and 29.41% of "VUS" variants were evaluated as "Novel" variants. When the variants detected in the genes were evaluated together with the clinical data of the patients, phenotype-genotype relationships were found to be compatible.
Conclusion: The data obtained in our study was aimed to contribute to future research focusing on diagnosis, prognosis and potential therapeutic interventions in PKD. Our results may contribute to a more in-depth understanding of the genetic factors underlying PKD and to early diagnosis and treatment by using it as a disease-specific biomarker. Our original results obtained for the first time from Manisa province in the Aegean region and the variants evaluated as "Novel" will be included in the databases and can be a reference for researchers who will work on this subject.