MIR-146A-5P, MIR-155-5P ve MIR-196a2-5P'nin plazma ekspresyon seviyeleri ve genetik polimorfizmlerinin multipl skleroz riski, engellilik skorları ve fingolimod tedavisi ile ilişkisinin araştırılması
Investigation of the relationship between plasma expression levels and genetic polymorphisms of MIR-146A-5P, MIR-155-5P, MIR-196A2-5P with multiple sclerosis, disability scores and fingolimod therapy
Yazar: ATA AYHAN YILMAZ
Danışman: PROF. DR. BİRSEN CAN DEMİRDÖĞEN
TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Nöroloji = Neurology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Multipl Skleroz (MS), genç yetişkinlerde travma harici nörolojik engelliliğin en yaygın sebebi olan; kronik enflamatuar, otoimmün, nörodejeneratif ve demiyelinizan bir merkezi sinir sistemi (MSS) hastalığıdır. Fingolimod, MS'in en yaygın klinik alt formu olan ataklarla seyreden MS (RRMS) tedavisinde ikinci basamakta kullanılan ve ağızdan alınan immün-baskılayıcı bir ajandır. Gen ifadesinin düzenlenmesinde görev alan mikroRNA'lar (miRNA) birçok hastalığın teşhisi ve seyri ile ilişkilendirilmiş olup biyobelirteç keşif çalışmalarında önemli bir yer tutmaktadır. miRNA'ların genlerinde bulunan tek nükleotit polimorfizmleri (SNP) bu miRNA'ların ekspresyon seviyelerine etki etmektedir. Bu tez çalışmasında, enflamatuar ve bağışıklık yanıtlarının oluşmasıyla ilişkili olan miR-146a-5p, miR-155-5p ve miR-196a-5p'nin dolaşımdaki ekspresyon seviyeleri ve bu miRNA'ların genlerinde bulunan SNP'lerin (rs2910164, rs767649 ve rs11614913) MS hastalığı riski ile ilişkisi incelenmiştir. Bu SNP'lerin miRNA plazma ekspresyon seviyesi üzerindeki etkileri, SNP'lerin Türk toplumunda MS'e yatkınlıktaki rolleri ve miRNA plazma ekspresyon seviyelerinin MS hastalığının teşhisi ve tedavinin etkilerinin gözlemlenebilmesi için biyobelirteç olma potansiyelleri değerlendirilmiştir. 400 RRMS ve 400 kontrol katılımcısından oluşan Grup-1'de MIR146A rs2910164, MIR155 rs767649 ve MIR196A2 rs11614913 SNP'lerinin genotiplemeleri gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Grup-1 içerisinde bulunan ve rastgele bir şekilde belirlenen 30 naif (tedavi almayan) RRMS, 29 fingolimod tedavisi alan RRMS ve 30 kontrol katılımcısının bulunduğu Grup-2'de plazma miR-146a-5p, miR-155-5p ve miR-196a-5p rölatif ekspresyon seviyeleri kantitatif gerçek zamanlı PCR ile gerçekleştirilmiştir. Örnekler Ankara Bilkent Şehir Hastanesi Nöroloji Polikliniği'nden alınmıştır.
Bu tez çalışmasında MIR196A2 rs11614913 C/T SNP'sinin T aleli Türk toplumunda RRMS riski ile ve MIR146A rs2910164 G/C SNP'sinin GC veya CC genotipine sahip olma durumu hızlı MS progresyon riski (MSSS>5) ile ilişkili bulunmuştur. Plazma miR-155-5p ve miR-196a-5p rölatif ekspresyon seviyelerinin fingolimod tedavisi alan RRMS hastalarında, naif RRMS hastalarına göre istatistiksel olarak anlamlı derecede daha düşük olduğu bulunmuştur. Bu sonuçlar miR-155-5p'nin ve miR-196a-5p'nin fingolimod tedavisi için potansiyel terapötik hedefler olabileceğini düşündürmektedir.
Bu tez çalışmasıyla ilk defa Türk toplumunda MIR146A rs2910164, MIR155 rs767649 ve MIR196A2 rs11614913 SNP'lerinin RRMS hastalığı riskiyle ilişkisi incelenmiş ve daha önce MS ile ilişkisi hiç çalışılmamış olan MIR196A2 rs11614913 SNP'sinin polimorfik T alelinin Türk toplumunda MS hastalığı için bir risk faktörü olduğu ortaya konmuştur. Ayrıca plazma miR-155-5p ve miR-196a-5p rölatif ekspresyon seviyeleri ile fingolimod tedavi ajanının arasındaki ilişki gösterilmiştir. Plazmadaki potansiyel biyobelirteç adaylarını ortaya koyan bu bulgular, MS hastalığı için terapötik ajanlar geliştirilmesine, hastalığın progresyonunun ve tedavi yanıtlarının takibi için biyoalgılayıcıların üretilmesine imkan sağlayabilir. Multidisipliner bir yaklaşımın benimsendiği bu tez çalışması, Biyomedikal Mühendisliği alanına önemli katkılarda bulunmuş bir çalışma olarak nitelendirilmektedir.

Abstract:
Multiple Sclerosis (MS), the most common cause of non-traumatic neurological disability in young adults, is a chronic inflammatory, autoimmune, neurodegenerative and demyelinating disease of the central nervous system (CNS). Fingolimod is an oral immunosuppressant used in the second-line treatment of relapsing-remitting MS (RRMS), the most common clinical subtype of MS. MicroRNAs (miRNA), which are involved in the regulation of gene expression, are associated with the diagnosis and progression of many diseases and play an important role in biomarker discovery studies. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the genes of miRNAs influence the expression levels of these miRNAs. In this thesis study, the relation of the circulating expression levels of miR-146a-5p, miR-155-5p and miR-196a-5p, which are associated with the formation of inflammatory and immune responses, and SNPs (rs2910164, rs767649 and rs11614913) in the genes of these miRNAs with the risk of MS disease were investigated. The effects of these SNPs on miRNA plasma expression levels, the role of SNPs in susceptibility to MS in the Turkish population, and the potential of miRNA plasma expression levels as biomarkers for diagnosing MS disease and for monitoring the effects of treatment were evaluated. In Group-1, consisting of 400 RRMS and 400 control participants, genotyping of SNPs MIR146A rs2910164, MIR155 rs767649 and MIR196A2 rs11614913 was performed using real-time polymerase chain reaction. In Group-2, which included 30 naïve (non-treated) RRMS participants, 29 RRMS participants treated with fingolimod and 30 control participants randomly selected from Group-1, plasma relative expressions levels of miR-146a-5p, miR-155-5p and miR-196a-5p were determined by quantitative real-time PCR. Samples were collected at the Ankara Bilkent City Hospital Neurology Polyclinic.
In this thesis study, the T allele of the MIR196A2 rs11614913 C/T SNP was found to be associated with the risk of RRMS in the Turkish population, and having the GC or CC genotype of the MIR146A rs2910164 G/C SNP was found to be associated with the risk of rapid MS progression (MSSS>5). The relative expression of miR-155-5p and miR-196a-5p in plasma was statistically significantly lower in RRMS patients treated with fingolimod than in naïve RRMS patients. These results suggest miR-155-5p and miR-196a-5p may be potential therapeutic targets for fingolimod treatment.
Within this dissertation study, the association between SNPs MIR146A rs2910164, MIR155 rs767649 and MIR196A2 rs11614913 and the risk of RRMS disease was investigated for the first time in the Turkish population, and it was revealed that the polymorphic T allele of SNP MIR196A2 rs11614913, whose association with MS has not been investigated before, is a risk factor for MS disease in the Turkish population. In addition, the association between the relative expression levels of miR-155-5p and miR-196a-5p in plasma and fingolimod treatment agent was demonstrated. These findings, which reveal potential biomarker candidates in plasma, could enable the development of therapeutics for MS diseases and the production of biosensors to monitor disease progression and response to treatment. This work, which takes a multidisciplinary approach, is described as a study that has made a significant contribution to the field of Biomedical Engineering.