Alzheimer hastalarına ait beyin omurilik sıvılarında HSP90AA1, CHIP (STUB1) ve HSPA4 şaperon proteinlerinin seviyelerinin araştırılması
Investigation of the levels of HSP90AA1, CHIP (STUB1) and HSPA4 chaperone proteins in the cerebrospinal fluid of Alzheimer's patients
Yazar: PELİN SORDU
Danışman: PROF. DR. ALİ NUR TURGUT ULUTİN ; DOÇ. DR. ERDİNÇ DURSUN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı / Tıbbi Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Nöroloji = Neurology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Apolipoproteinler E = Apolipoproteins E ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Hücre dizisi = Cell line ; Serebrospinal sıvı = Cerebrospinal fluid ; Sıcaklık şoku proteinleri = Heat shock proteins

Özet:
Isı şok proteinleri veya moleküler şaperonlar protein homeostaz ağının bir bileşeni olup, proteinlerin konsantrasyonu, hücre içi yerleşimi, katlanması ile katlanma enzimlerini, proteazomun aracılık ettiği protein parçalanmasını kontrol eden mekanizmaların tamamını ifade etmektedir. Aβ ve tau gibi yanlış katlanmış proteinlerin neden olduğu toksisiteye karşı ilk savunma hattı olarak işlev göstermektedirler. FpClass protein-protein ilişki (PPI) tahmin programını kullanarak elde ettiğimiz veriler, Alzheimer Hastalığı (AH) ile bağlantılı proteinler olan mikrotübül ilişkili protein tau (MAPT) ve amiloid öncül proteini (APP) ile HSP90AA1, CHIP (STUB1) ve HSPA4 şaperonları arasında güçlü bir protein-protein etkileşimi bulunduğunu göstermektedir. Bu bilgiler bize, bu şaperon proteinlerinin Aβ ve tau ile etkileşerek beyin omurilik sıvısına (BOS)'a birlikte çıkabileceğini ve bir biyobelirteç olarak kullanılabilineceğini düşündürmektedir. Bu amaçla, AH, Hafif Kognitif Bozukluk (MCI), Frontotemporal Demans (FTD) hastaları ile Sübjektif Kognitif Bozukluk (SCI) tanısı almış bireylere ait BOS örneklerinde HSP90AA1, STUB1 ve HSPA4 şaperon proteinlerinin seviyeleri ELISA yöntemi ile belirlenerek, ApoE dağılımına bağlı olarak BOS şaperon seviyelerinde herhangi bir değişikliğin olup olmadığı ve nörona farklılaşmış insan SH-SY5Y hücrelerinde çift-immunfloresan işaretleme ile bu şaperonların MAPT ve Aβ1-42 ile ko-lokalizasyonları gösterilerek, çalışma kapsamında yer alan parametrelerin biyobelirteç olma potansiyelleri araştırılmıştır. Sporadik AH (SAH) ve FTD hastalarında BOS HSP90AA1 protein seviyelerinin kontrollere kıyasla arttığı, SAH hastalarında BOS HSPA4 protein seviyelerinin Aile Öyküsü Olan AH hastalarına kıyasla arttığı ve AH, MCI ve FTD hastalarında BOS STUB1 protein seviyelerinin kontrollere kıyasla azaldığı saptanmıştır. Bu çalışma, BOS düzeyinde HSP90AA1, STUB1 ve HSPA4 protein profillerini çalışma kapsamında yer alan nörodejeneratif hastalıklar ile karşılaştırarak bu parametrelerin biyobelirteç olma potansiyellerini araştıran ilk çalışmadır.

Abstract:
Chaperones have a central role in protein homeostasis as they have been shown to be essential to prevent protein misfolding, protein aggregation and proteotoxicity. They act as the first line of defense against toxicity caused by misfolded proteins such as Aβ and tau. According to the data we attain using the FpClass protein-protein association (PPI) prediction program, there is a strong protein-protein interaction between the AD-related proteins microtubule-associated protein tau (MAPT) and amyloid precursor protein (APP) with the chaperones HSP90AA1, CHIP (STUB1) and HSPA4. Based upon this information, we thought that these chaperone proteins could interact with Aβ and tau proteins and released into the cerebrospinal fluid together and be used as a biomarker. In accordance with this purpose, we determined the levels of HSP90AA1, STUB1 and HSPA4 chaperone proteins in CSF samples of AD, MCI, FTD patients and individuals diagnosed with SCI using ELISA method. Depending on the distribution of ApoE, any changes in CSF chaperone levels and co-localization of these chaperones with MAPT and Aβ1-42 were demonstrated by double-immunofluorescence labeling in neuron-differentiated human SH-SY5Y cells. Within the scope of the study of these parameters included to be biomarkers was investigated. It was determined that CSF HSP90AA1 protein levels were increased in sporadic AD and FTD patients compared to controls, CSF HSPA4 protein levels were increased in sporadic AD patients compared to family history of AD patients, and CSF STUB1 protein levels were decreased in AD, MCI and FTD patients compared to controls. To our knowledge, this study represents the first study to investigate the potential of these parameters to be biomarkers by comparing chaperone protein profiles at the CSF level with neurodegenerative diseases