Kardiyopulmoner baypas sonrası gelişen akut böbrek yetmezliğinin erken tanısı için omiks yaklaşımlar ve elektroanalitik çalışmalar
Omic approaches and electroanalytical studies for early diagnosis of acute renal failure developing after cardiopulmonary bypass
Yazar: SEVİLAY ERDOĞAN KABLAN
Danışman: PROF. DR. EMİRHAN NEMUTLU
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Akut böbrek hasarı = Acute kidney injury ; Biyobelirteçler = Biomarkers ; Böbrek hastalıkları = Kidney diseases ; Böbrek yetmezliği-akut = Kidney failure-acute ; Erken teşhis = Early diagnosis ; Kalp hastalıkları = Heart diseases ; Kardiyopulmoner bypass = Cardiopulmonary bypass ; Metabolomikler = Metabolomics ; Sensörler = Sensors

Özet:
Kardiyopulmoner baypas işlemine maruz kalan hastalarda kanın kalp-akciğer makinası devreleriyle temas etmesi sonucu görülen akut böbrek yetmezliği (ABY) gelişebilir. ABY tanısı için serum kreatinin düzeyine bakılır, fakat serum kreatinin düzeyi hastanın yaşına, kilosuna, kas kitlesine ve hidrasyon durumuna göre değişkenlik gösterebilir. Ayrıca serum kreatinin düzeyi renal fonksiyonlarda %50 azalma olmadan tespit edilemeyebilir. Bu durum ABY tanısının gecikmesine ve gerekli tedavinin başlamasında gecikmelere neden olmaktadır. Kreatinin yerini alabilecek yeni biyobelirteçler hastalığın erken tanısını kolaylaştırabilir. Bu amaçla  tez çalışmasında, gaz kromatografisi-kütle spektrometresi ile hedeflenmemiş metabolomik analizler gerçekleştirilmiştir. Baypas sonrasında ABY gelişen (hasta) (n=9) ve ABY gelişmeyen (kontrol) (n=96) kişilerin plazma metabolomik profilleri baypas öncesi ve sonraki 0.5, 4, 12 ve 24. saatlerde karşılaştırılmıştır. Analiz sonucunda 222 tane bilinen, 1076 tane bilinmeyen metabolit tespit edilmiştir. Sistein, fumarik asit, galakturonik asit, glukonik asit, hippürik asit, hipoksantin (HXA), malonik asit, metiyonin, fenilasetaldehit, treonin ve ürik asit (UA) miktarlarının hasta grubunda anlamlı olarak değiştiği görülmüştür. Biyobelirteç adayı olarak bulunan metabolitler için hedeflenmiş çalışmaların yapılması önem arz etmektedir. Tezin ikinci aşamasında, ABY'nin erken tanısında kullanılabilecek, anlamlı olarak değişen UA, HXA ve aynı yolakta yer alan ksantin (XA)'nın plazma örneklerinden analizi için elektroanalitik yöntem geliştirilmiştir. İndirgenmiş grafen oksit ile modifiye camsı karbon elektrot sensör olarak kullanılmıştır. Geliştirilen yöntem optimize edildikten sonra validasyon çalışması yapılmıştır. UA, XA ve HXA için LLOQ değerleri sırası ile 0.12 µM, 0.13 µM ve 0.43 µM'dir. Analizler sonucunda  UA ve HXA hasta ve kontrol grubundaki kişilerde anlamlı değiştiği görülmüştür.

Abstract:
Patients exposed to cardiopulmonary bypass may develop acute renal failure (ARF) as a result of blood coming into contact with the heart-lung machine circuits. The serum creatinine level is checked for the diagnosis of ARF, but it may vary according to the age, weight, muscle mass and hydration status of the patient. In addition, the serum creatinine level may not be detected without a 50% reduction in renal function. This situation causes delay in the diagnosis of ARF and delays in the initiation of the necessary treatment. New biomarkers that can replace creatinine may facilitate early diagnosis of the disease. For this purpose, non-targeted metabolomic analyzes were performed with gas chromatography-mass spectrometry in the thesis study. Plasma metabolomic profiles of subjects who developed ARF(patient) (n=9)  and those who did not (control) (n=96) were compared before and at 0.5, 4, 12 and 24 hours after bypass. As a result of the analysis, 222 known and 1076 unknown metabolites were identified. It was observed that the amounts of cysteine, fumaric acid, galacturonic acid, gluconic acid, hippuric acid, hypoxanthine (HXA), malonic acid, methionine, phenylacetaldehyde, threonine and uric acid (UA) changed significantly in the patient group. It is important to conduct targeted studies for metabolites found as biomarker candidates. In the second phase of the thesis, an electroanalytical method was developed for the analysis of significantly altered UA and HXA and xanthine (XA) in the same pathway from plasma samples, which can be used in the early diagnosis of ARF. Glassy carbon electrode modified with reduced graphene oxide was used as the sensor.After the developed method was optimized, validation study was carried out. The LLOQ values for UA, XA and HXA are 0.12 µM, 0.13 µM and 0.43 µM, respectively. As a result of the analyzes, it was observed that UA and HXA differed significantly in the patient and control groups.