Spinal müsküler atrofi fenotipinde modifiye edici genlerin etkilerinin araştırılması
Effects of modifying genes in the spinal muscular atrophy phenotype investigation
Yazar: DRENUSHE ZHURI
Danışman: DOÇ. DR. HAKAN GÜRKAN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Spinal Müsküler Atrofi (SMA) otozomal resesif kalıtım özelliği gösteren, kas güçsüzlüğü ve atrofi ile birlikte erken ölümlere yol açan, 1/5000-1/10000 doğum oranına sahip nörömusküler bir hastalıktır. SMA'nin kromozom 5q11.2-5q13.3'de haritalanmış olan SMN1 (Survival Motor Nöron 1) geni ile ilişkili olduğu rapor edilmiştir. SMA hastalarının % 95-98'inde SMN1 geninde delesyon/duplikasyon, % 2-5'inde dizi analizi ile patojenik varyasyon saptanabilir. Literatürde SMN2 geni ekzon 7/8 kopya sayısı artışının SMA'de klinik şiddeti azalttığı bildirilmiş olup, bu durum modifiye edici etki olarak tanımlanlanmıştır.
 Çalışmamızda, SMA hastalığında modifiye edici etkisi olduğu düşünülen Plastin 3 (PLS3), Profilin II (PFN2), Zinc Finger (ZPR1), Coronin 1C (CORO1C), General Transcription Factor 2H-Polypeptide 2 (GTF2H2), Neuritin 1 (NRN1), Small Edrk-Rich factor 1A (SERF1A-H4F5), Neurocalcin delta (NCALD), Neuronal Apoptosis İnhibitory protein (NAIP), Cytotoxic Granule-Associated RNA-binding protein (TIA1) genlerinin ifade düzeylerinin ile SMA prognozu arasındaki ilişkinin araştırılması amaçlanmıştır. 
Çalışmamıza, Trakya Üniversitesi Hastanesi, Tıbbı Genetik Anabilim Dalı, Genetik Hastalıklar Tanı Merkezine SMA klinik ön tanısı ile gelerek, yapılan moleküler genetik test (MLPA) sonucunda SMA tanısı alan 17 hasta ile kendisinde ve ailesinde nöromuskuler hastalık öyküsü olmayan 8 sağlıklı kontrol dahil edildi. Hasta grubu, SMA tip I klinik tanılı 6, SMA tip II klinik tanılı 8 ve SMA tip III klinik tanılı 3 hastadan oluşmaktaydı. 
İstatistiksel analizler Trakya Üniversitesi Tıp Fakültesi Biyoistatistik ve Tıbbi Bilişim Anabilim Dalında SPSS 20.0 (Lisans No: 10240642) paket programı kullanılarak yapıldı. p<0.05 değeri istatistiksel anlamlılık sınır değeri olarak kabul edildi. SERF1A geni ifade düzeyi A grubu ile B+C+D grubu arasında ve A grubu ile sağlıklı kontrol grubu arasında karşıladığında istatistiksel olarak anlamlı fark (p= 0.037, p=0.001) saptandı. B+C+D grubu ile sağlıklı kontrol grubu arasında karşılaştırıldığında ise istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı, (p=0.090).  NAIP geni ifade düzeyi A grubu ile B+C+D grubu arasında ve A grubu ile sağlıklı kontrol grubu arasında karşıladığında istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı, (p= 0.001, p=0.001). B+C+D grubu ile sağlıklı kontrol grubu arasında NAIP geni ifade düzeyi açısından istatistiksel olarak anlamlı fark saptanmadı, (p=0.873).
Çalışmamızda SERF1A ve NAIP genlerinin ifade düzeylerinin SMA tip I hastalarında düşük saptanması ve gruplar arasında yapmış olduğumuz karşılaştırmaların da istatistiksel olarak anlamlı bulunması, SERF1A ve NAIP genlerinin modifiye edici etkilerinin olduğu literatür bilgisini desteklemektedir. Gen ifade düzeylerinin SMA (SMA tip I, SMA tip II, SMA tip III) tiplerine göre karşılaştırıması sonucunda ise PLS3 geni ifade düzeyinin SMA tip III'te artığını, NAIP geni ifade düzeyinin ise SMA tip I'de azaldığını saptandık. SMA klinik tipleri ile PLS3 ve NAIP genleri ifade düzeyleri arasında istatistiksel olarak anlamlı sonuç saptamadık. Bu sonucun çalışmamıza dahil edilen hasta sayısının düşük olması ile ilişkili olabileceği, hasta sayısının arttırılarak çalışmanın tekrarlanması durumunda sonucun istatistiksel olarak anlamlı saptanabileceği öngörüsündeyiz.
Çalışmamıza dahil etmiş olduğumuz PLS3, NAIP ve NRN1 genlerinin ifade düzeyleri ile SMA ilişkisini araştıran çalışma sonuçları literatürde rapor edilmiştir. Ancak literatürde SERF1A, GTF2H2, NCALD, ZPR1, TIA1, PFN2, CORO1C genlerinin ifade düzeyleri ile SMA fenotipi arasındaki ilişkiyi araştıran çalışma bulunmamaktadır. Tez çalışmamızda SMA hastalarında SERF1A, GTF2H2, NCALD, ZPR1, TIA1, PFN2, CORO1C genlerinin ifade düzeyleri ilk kez çalışılmış olup, elde edilen sonuçların bilimsel litaratüre ve gelecekte yapılacak çalışmalara katkı sağlayacağı öngörüsündeyiz.
Anahtar kelime: SMA, SMN1, SMN2, Modifiye edici genler

Abstract:
Spinal Muscular Atrophy (SMA) is an autosomal recessive neuromuscular disorder caused by the degeneration of motor neurons, muscle weakness, atrophy, and frequently leads to infant's death. It is a disease with 1/5000-1/10000 birth rate. Gene for this disorder has been identified as the SMN (Survival Motor Neuron) and it is located in 5q11.2-5q13.3 regions. 95-98% of SMA patients have deletion/duplication of the SMN1 gene, whereas pathogenic variation can be detected by sequencing in 2-5%. Published researches inform that the duplication of exon 7/ 8 in the SMN2 gene, reduces clinical severity of disease and it is defined as modifying effect.
 In this thesis we aimed to investigate the expression of modifying genes related with prognosis of SMA like, Plastin 3 (Pls3), Profilin II (PFN2), Zinc Finger (ZPR1), Coronin 1C (CORO1C), General Transcription Factor 2H-Polypeptide 2 (GTF2H2), Neuritin 1 (NRN1), Small Edrk-Rich factor 1A (SERF1A-H4F5), Neurocalcin delta (NCALD), Neuronal Apoptosis İnhibitory protein (NAIP), Cytotoxic Granule-Associated RNA-binding protein (TIA1).   Seventeen patients who came to Trakya University, Faculty of Medicine, Medical Genetics department with preliminary diagnosis of SMA disease, and 8 healthy controls were included in this thesis. We have 6 patients diagnosed with SMA type I, 8  with SMA type II and 3 of them with SMA type III. 
Statistical analysis done by T.U.  Biostatistics and Medical informatics department using SPSS 20.0 (License No: 10240642). p <0.05 value was accepted as the statistical significance limit value.
SERF1A gene expression was statistically significant between comparison of group A and B+C+D (p=0.037) , A and control group (p=0.001), B+C+D and control group was not statistically significant, (p=0.090).
NAIP gene expression was statistically significant between the comparison of group A and B+C+D (p=0.001), A and control group (p=0.001), B+C+D and control group was not statistically significant, (p=0.873).
In our study, the low level of expression of SERF1A and  NAIP genes in SMA type I patients and the comparisons between the groups were statistically significant, supporting the reports suggesting that SERF1A and NAIP genes have modifying effects. As a result of the comparison of gene expression levels according to SMA types, we found that the PLS3 gene expression level increased in SMA type III and NAIP gene expression level decreased in SMA type I.
We didn't find statistically significant results between SMA clinical types and expression levels of PLS3 and NAIP genes. We predict that this result may be related to the low number of patients included  in our study, and if the study is repeated by increasing the number of patients, the result may be statistically significant. 
PLS3, NAIP and NRN1 gene expressions related to SMA disease were reported before in scientific literature. However, there is no study for expression levels of SERF1A, GTF2H2, NCALD, ZPR1, TIA1, PFN2, CORO1C genes and the SMA phenotype. In our thesis study, the expression levels of SERF1A, GTF2H2, NCALD, ZPR1, TIA1, PFN2, CORO1C genes have been studied for the first time in SMA patients, and we predict that the results will contribute to the scientific literature and future studies.
Keywords : SMA, SMN1, SMN2, Modifying  genes