Endotoksin sinyal yolağında yer alan moleküllere ait genetik farklılıkların in-vitro İgE sentezi, astım ve atopi fenotipleri üzerine etkileri
Genetic variants within the endotoxin signaling pathway and their effects on in-vitro IgE synthesis, asthma and atopy phenotypes
Yazar: ÜMİT MURAT ŞAHİNER
Danışman: PROF. DR. CAN ÖMER KALAYCI
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı / Allerjik Hastalıklar Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2012
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology
Dizin: Astım = Asthma ; Atopia = Atopia ; Endotoksinler = Endotoxins ; Genetik = Genetics ; Polimorfizm-genetik = Polymorphism-genetic ; Reseptörler-toll like = Receptors-toll like ; Sinyal nakli = Signal transduction ; İmmünoglobülin E = Immunoglobulin E

Özet:
Astım, genetik ve çevresel faktörlerin birbirleriyle etkileşimi ile şekillenen kompleks bir genetik hastalıktır. Bu etkileşim içerisinde serum total IgE düzeyleri ile astım arasındaki ilişki uzun süredir bilinen bir gerçektir. IgE sentezine etki eden faktörlerden biri çevresel endotoksin ve endotoksin yanıtını düzenleyen genlerdir. Bunlardan en iyi çalışılanı CD14'tür. Ancak endotoksin sinyal yolağında yer alan diğer moleküllere ait genetik farklılıkların astım ve atopi fenotiplerine etkisi konusunda yeterli bilgi yoktur. Bu çalışmada endotoksin sinyal yolağında yer alan moleküllere ait genetik farklılıkların in-vitro IgE sentezi, astım ve atopi fenotipleri üzerine etkisinin araştırılması ve böylece astım için aday genlerin saptanması hedeflendi. Endotoksin yolağında yer alan moleküller belirlendi. Bu moleküllere ait, beyaz ırkta minör allel sıklığı %10'un üzerinde bulunan tek nükleotid polimorfizmleri (SNP) PUBMED ve SNP veri tabanları taranarak saptandı. Toplam 31 farklı moleküle ait 121 SNP belirlendi. Bu SNP'ler önce, CD14 CC ve TT genotipinde in vitro IgE yanıtı bilinen toplam 45 hastada genotiplendi ve 9 moleküle ait (CD14, TLR4, TRIF, TIRAP, TRAF6, IRF3, ST2, SOCS1, IKK-?) 22 tek nükleotid polimorfizminin (SNP) lipopolisakkarit uyarısı sonucunda, in-vitro IgE sentezi ile ilişkili olduğu gösterildi. Daha sonra 613 astımlı ve 191 sağlıklı çocuk bu 22 SNP açısından genotiplendi. In-vitro IgE sentezi üzerinde etkisi olan polimorfizmlerin, astım ve atopi fenotipleri üzerindeki etkileri değerlendirildiğinde CD14, TLR4, IRF3, TRAF6, TRIF, SOCS1 ve ST2 moleküllerine ait polimorfizmlerin özellikle periferik kan eozinofil sayıları ve serum total IgE düzeyleri üzerinde etkili oldukları; bu etkinin atopik astımlı çocuklarda daha belirgin olduğu bulundu. In-vitro IgE sentezinde etkili olan 22 polimorfizmden 3'ü (CD14-rs2569190, IRF3-rs7251 ve TRIF-rs4807000) astımlı çocuklarda sağlıklılara kıyasla daha sık bulundu. Ayrıca, CD14-rs2569190 C dominant model TT genotipi (OR:2.412 95% GA=1.371-4.244, p=0.002) ve TRIF-rs4807000 G dominant model GA+GG genotipi (OR:2.239 95% GA=1.261-3.976, p=0.006) astım riski ile belirgin ve bağımsız olarak ilişkili bulundu. Endotoksin sinyal yolağında yer alan birçok moleküle ait genetik farklılıklar astım ve atopi fenotipleri üzerinde etkili olabilir. Bu bulgular IgE sentez mekanizmalarının ve astım patogenezinin anlaşılmasına ve astım tedavisinde hedef moleküllerin belirlenmesine katkıda bulunabilir.

Abstract:
Asthma is a complex genetic disease that is shaped by the interaction of epidemiological and genetic factors. Within this interaction, the association between serum total IgE levels and asthma is a known fact for a long time. One of the factors that effect IgE synthesis is environmental endotoxin and the genes that regulate endotoxin response. The best studied among these genes is CD14. However, there is not sufficient knowledge about the effects of the molecules, other than CD14, that take place in endotoxin signaling pathway on asthma and atopy phenotypes. In this study, it was aimed to investigate the effects of the genetic variants of molecules in endotoxin signaling pathway for in-vitro IgE synthesis, asthma and atopy phenotypes; and by this way it was aimed to identify new candidate genes for asthma. First, molecules of the endotoxin signaling pathway were identified. The single nucleotide polymorphisms (SNP) of these molecules that represent a minor allele frequency of >10% in Caucasians and Europeans were found from PUBMED and SNP database. A total of 121 SNPs in 31 molecules were found. These SNPs were genotyped in 45 patients with CD14 CC and TT genotypes that were studied previously with known in-vitro IgE responses and a total of 22 SNP that belong to 9 molecules (CD14, TLR4, TRIF, TIRAP, TRAF6, IRF3, ST2, SOCS1, IKK-?) were found to be associated with in-vitro IgE synthesis upon stimulation with lipopolysaccharide. Then 613 asthmatic children and 191 healthy controls were genotyped for these 22 SNPs. The SNPs that effect in-vitro IgE synthesis were evaluated for the association with asthma and atopy phenotypes. It was found that the polymorphisms of the CD14, TLR4, IRF3, TRAF6, TRIF, SOCS1 and ST2 influences the eosinophil counts and serum total IgE levels especially in atopic asthmatic children. Among the 22 polymorphisms that influence in-vitro IgE synthesis 3 SNPs (CD14-rs2569190, IRF3-rs7251 and TRIF-rs4807000) were found to be more frequent in asthmatic children compared to healthy ones. In addition, CD14-rs2569190 C dominant model TT genotype (OR:2.412 95% CI=1.371-4.244, p=0.002) and TRIF-rs4807000 G dominant model GA+GG genotype (OR:2.239 95% CI=1.261-3.976, p=0.006) were significantly and independently associated with asthma. Genetic variants of many molecules in endotoxin signaling pathway may be associated with asthma and atopy phenotypes. These findings may be helpful to enlighten the mechanisms of IgE synthesis and asthma pathogenesis and may contribute to the determination of target molecules in asthma treatment.