Crohn hastalarında mikrobiyata karakterizasyonu ve inflamazom bileşenlerinin rolü
The characterization of the microbioata and the role of inflammasome components in crohn patients
Yazar: DUYGU KIRKIK
Danışman: PROF. DR. SEVGİ KALKANLI TAŞ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Hamidiye Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Genetik = Genetics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Crohn hastalığı = Crohn disease ; Gastrointestinal mikrobiyom = Gastrointestinal microbiome ; Klinik ve translasyonel bilim = Clinical and translational science ; Mikrobiyota = Microbiota ; NLRP3 = NLRP3 ; İmmünogenetik = Immunogenetics ; İnflamatuar bağırsak hastalıkları = Inflammatory bowel diseases ; İnflamazom = Inflammasome ; İnterlökin 1 = Interleukin 1 ; İnterlökin 18 = Interleukin 18

Özet:
Amaç: Doğal ve edinsel immünitenin birlikte rol aldığı bir immün reaksiyon olan
inflamasyon, patojenlere karşı konakçı savunmasında hayati önem taşımaktadır. Genetik,
çevre ve immünolojik ortamdan etkilenen Crohn Hastalığı, idiyopatik inflamatuar bir
hastalık olduğu için çalışmamızda Crohn hastaları ve sağlıklı bireylerin kan
mikrobiyatasındaki farklılıkları, inflamazom bileşenlerinin yanıtlarıyla değerlendirmeyi
amaçladık.
Gereç ve Yöntem: Çalışmamıza; 10 yeni tanı almış Crohn hastası, 10 anti-TNF
ilaç alan Crohn hastası ve 20 kontrol olmak üzere 40 gönüllü dahil edildi. Kan örneklerinin
tamamından 16S rRNA yöntemiyle V3-V4 bölgeleri dizilendi. Sonrasında ise NLRP3
proteini Western Blot yöntemi ile, IL-1β ve IL-18 serum profilleri ise ELISA yöntemiyle
değerlendirildi.
Bulgular: Çalışmamızda hastaların kanında 5 farklı filum bulundu. Yeni tanı almış
Crohn hastaları ve anti-TNF ilaç alan Crohn hastalarında NLRP3 proteininin çok yüksek
miktarda bulunduğu, kontrol grubunda ise hiç bulunmadığı tespit edildi. Inflamazom
bileşenleri olan IL-1β serum seviyesinin hasta grubunda daha az, kontrol grubunda ise
daha yüksek olduğu (p=0,0041) ve IL-18 serum seviyesinin ise hastalarda yüksek miktarda
(p=0,8209) sağlıklı bireylerde ise az miktarda olduğu tespit edildi.
Sonuç: Çalışmamız; Crohn hastaları ve kontrollerin kan mikrobiyal profillerinde
olan önemli değişiklikleri ve klinik olarak önemli bir patojen olan Staphyloccus sciuri'nin
varlığını ortaya koymaktadır. Sonuçlarımıza göre doğal ve edinsel immün yanıtta önemli
bir rolü olan NLRP3 proteininin Crohn hastalarında aşırı ekspresyonunun gözlemlenmesi,
hastalığın teşhisinde kullanılabilecek bir biyobelirteç olabileceğini göstermektedir. Bu
çalışma ayrıca IL-1β ve IL-18 hakkında keşfedilecek daha çok biyolojik ve fizyolojik
mekanizmaların olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler: Crohn Hastalığı, IL-18, IL-1β, İnflamazom, Mikrobiyom,
NLRP3

Abstract:
Aim: Inflammation is an immune reaction in which innate and acquired immunity
are involved. It is vital in the host's defense against pathogens. Crohn's disease is an
idiopathic inflammatory disease that is affected by genetic, environmental, and
immunological factors. Thus, we aimed to investigate differences between the blood
microbiome of Crohn's patients and healthy individuals regarding inflammasome
component responses.
Materials and Methods: 40 volunteers were included in our study (10; newly
diagnosed Crohn's disease patients, 10; patients taking anti-TNF drugs, and 20 control).
V3-V4 regions were sequenced from blood samples of the study group by 16S rRNA
method. Then, NLRP3 protein expression was analyzed by Western Blot using serum
samples, and IL-1β and IL-18 serum profiles were analyzed by ELISA.

Results: In our study, 5 phyla were found in the patients' blood. NLRP3 protein
expression was found quite high in newly diagnosed patients and patients taking anti-TNF
drugs, while it was absent in the controls. Serum level of IL-1β was lower in the patient
group than in the controls (p=0,0041), and IL-18 serum level was found relatively higher
amounts in patients (p= 0,8209).

Conclusion: Our study reveals significant changes in the blood microbiome of
Crohn's patients and the presence of clinically important pathogen of Staphylococcus
sciuri. Our results show overexpression of NLRP3 protein in Crohn's patients suggests that
it may be a biomarker that can be used for diagnosis. The investigation of IL-1 and IL-18-
related immunological pathways has revealed novel and critical areas in Crohn's disease,
according to this study.

Key Words: Crohn's Disease, IL-18, IL-1β, Inflammasome, Microbiome,
NLRP3