Effects of Boron compounds on treg and Th17 cell population in patients with rheumatoid arthritis (RA) and systemic lupus erythematosus (SLE)
Romatoid Artrit (RA) ve Sistemik Lupus Eritematozus (SLE) hastalarında Bor bileşenlerinin Treg ve Th17 hücre popülasyonuna olan etkisi
Yazar: REHİME YAPAR
Danışman: PROF. DR. MEHMET KORKMAZ
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Romatoloji = Rheumatology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Romatizmal hastalıklar = Rheumatic diseases ; T lenfositleri = T lymphocytes ; T lenfositleri-düzenleyici = T lymphocytes-regulatory

Özet:
Amaç: Bor bileşenlerinin anti-inflamatuvar, immünmodülatör etkisi olduğu bilinmektedir. Pek çok hayvan ve insan araştırmaları Borik Asit (BA) ve Kalsiyum Fruktoborat (CaF)'ın otoimmünitede yardımcı T hücreler üzerinde etkisi olduğuna işaret etmektedir. Çalışmamızda Romatoid Artrit (RA) ve Sistemik Lupus Eritematozis (SLE) hastalarının periferik kan örneklerinden izole edilen mononükler hücrelerde BA ve CaF'ın Treg (CD4+Foxp3+) ve Th17 (CD4+Ror-γt+) hücre popülasyonuna olan etkisi ve ilişkili sitokinlerdeki değişiklikleri değerlendirmek amaçlanmıştır.
Yöntem: Çalışmamıza yeni tanı SLE (n=5), RA (n=10) hastaları ve Sağlıklı bireyler (n=9) dahil edilmiştir. Gönüllüler üç gruba ayrıldı: SK (Sağlıklı Kontrol) Grubu, SLE Grubu, RA Grubu. Çalışmaya katılan tüm bireylerden gönüllü onam formu alındı ve kan örnekleri alınıp periferik kan mononükler hücre (PKMH)'ler izole edildi. İzole edilen hücreler kültür ortamında düşük doz (100 uM BA ve 250 uM CaF) ve yüksek doz (1000 uM BA ve 2500 uM CaF) olmak üzere BA ve CaF'ya maruz bırakıldı. 48 saat maruziyet sonrası flow sitometri ile Treg ve Th17 hücre popülasyonu incelendi. Kültür ortamındaki IL-2, IL-6, IL-17, IL-23, TNF-α ve TGF-β düzeyleri ELİSA yöntemi ile test edildi.
Bulgular: Çalışmanın sonunda yüksek doz BA Treg popülasyonunu artırma eğilimindedir. BA sağlıklı bireylerde Th17 hücre popülasyonu azaltıcı etki gösterdi. Ancak hem BA hem CaF farklı dozlarda RA ve SLE Gruplarında Th17 popülasyonu artırıcı etki göstermiştir. Sağlıklı kontrollerde yüksek doz BA Treg/Th17 oranını artırmıştır ancak RA ve SLE grubunda aynı etkiyi gösteremediği bulundu. Farklı doz BA ve CaF uygulaması değişken düzeyde sitokin ağına etki etmiştir.
Sonuçlar: BA ve CaF CD4+ T hücrelerde hem Foxp3 hem Ror-γt düzeylerine etki ederek otoimmün hastalıklarda Yardımcı T hücre farklılaşmasına ekti edebilmektedir. Bu alandaki ilk bulgularımız BA ve CaF'ın düşük dozlarda TNF-α düzeyini azaltmıştır ve bu sonuç onların otoimmün hastalıkların tedavisine olumlu katkı sağlayabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Aim: Boron components are known to have anti-inflammatory and immunomodulatory effects. Many animal and human studies indicate that Boric Acid (BA) and Calcium Fructoborate (CaF) have effects on helper T cells in autoimmunity. The aim of our study is to evaluate effects of BA and CaF on Treg (CD4+Foxp3+) and Th17 (CD4+Ror-γt+) cell populations and related cytokine levels in mononuclear cells isolated from peripheral blood samples of Rheumatoid Arthritis (RA) and Systemic Lupus Erythematosus (SLE) patients.
Methods: Newly diagnosed SLE (n=5), RA (n=10) patients and healthy individuals (n=9) were included in our study. Volunteers were divided into three groups: SK (Healthy Control) Group, SLE Group, RA Group. Consent forms were obtained from all individuals participating in the study, and blood samples were taken and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were isolated. Isolated cells were exposed to low dose (100 µM BA and 250 µM CaF) and high dose (1000 µM BA and 2500 µM CaF) BA and CaF in cell culture. Treg and Th17 cell populations were analyzed by flow cytometry after 48 hours of exposure. IL-2, IL-6, IL-17, IL-23, TNF-α and TGF-β levels in the culture medium were tested by ELISA method.
Results: At the end of the study, high-dose BA increased the Treg population. BA showed a reducing effect on Th17 (CD4+Ror-γt+) cell population in healthy individuals. However, both BA and CaF at different doses showed an increasing effect on the inflammatory helper T Cell Th17 population in PBMCs isolated. In healthy controls high dose BA improved the Treg/Th17 population but couldn't display similar effect on RA and SLE group. Different doses of BA and CaF treatment had a variable effect on cytokine network.
Conclusion: BA and CaF can affect CD4+ T helper cell differentiation in autoimmune diseases by affecting both Foxp3 and Ror-γt levels. Our primary results showed that BA and CaF could be beneficial in treatment of autoimmune disease by reducing the TNF-α levels.