Akademik Veri Yönetim Sistemi
Vural Korkut Ş. (Yürütücü), Günel A., Çelik R., Ata P., Günal D., Sezerman O. U., et al.
TÜBİTAK Projesi, 2023 - 2027
Multiple Skleroz (MS), genç ve orta yaş grubunda en
sık görülen ve nörolojik bozukluklara yol açan merkezi sinir sisteminin (MSS)
kronik inflamatuar, demiyelinizan ve nörodejeneratif otoimmün bir hastalığıdır.
Merkezi sinir sistemindeki beyaz ve gri madde dokularında görülen inflamasyon,
beyin veya omurilikte üretilen sinir hücresi hasarının bir kanıtı olan MS
lezyonlarından sorumludur (Muñoz-San vd., 2019). Kadın hastalarda erkeklere
oranla daha fazla görülür. Hastalığın doğal gidişi oldukça farklı şekillerde
ortaya çıkmakla birlikte klinik pratikte başlıca dört ana grupta ele alınır.
Bunlar; ataklarla seyreden MS (RRMS), primer progresif MS (PPMS), sekonder
progresif MS (SPMS) ve progresif tekrarlayan MS (PRMS) olarak sınıflandırılır.
MS, genetik ve çevresel faktörler arasındaki karmaşık etkileşimlerden
kaynaklanır, ancak hastalık gelişimine yol açan kesin nedenler ve moleküler
yolaklar hala kesin olarak bilinmemektedir. MS ataklarında, periferde T ve B
hücreleri ve miyeloid hücreler ile MSS’deki mikroglia ve astrositler arasındaki
anahtar iki yönlü etkileşimlerin rol oynadığı bilinmekle birlikte
immünopatolojisinin, otoreaktif CD4 + T hücrelerinin, özellikle Th1 ve Th17'nin
nöro-aksonal dejenerasyon ve merkezi sinir sistemi invazyonu ile karakterize
olduğu ifade edilmektedir (Azimi vd., 2019). Son yıllarda kodlayıcı olmayan
RNA'lar (ncRNA'lar) hücre büyümesi, farklılaşması, bağışıklık ve inflamasyon
gibi farklı biyolojik süreçlerin kilit düzenleyicileri olarak ortaya çıkmakta
ve bunların MS patogenezinin altında yatan mekanizmalarda önemli bir rol
oynadıkları ileri sürülmektedir (Eliane vd., 2019). Non-coding RNA’lar arasında
yer alan microRNA'lar (miRNA'lar), hedef mRNA'lara bağlanarak degradasyonlarına
veya translasyonel baskılarına yol açarak transkripsiyon sonrası seviyede gen
ekspresyonunu düzenleme yeteneğine sahip olan küçük kodlayıcı olmayan tek
iplikli RNA molekülleridir. miRNA'lar, MS gibi nörolojik bozukluklar dahil
olmak üzere sağlık ve hastalıktaki birçok biyolojik süreçte gen anlatımını
kontrol etmektedir. Özellikle hastalıkların tanı, tedavi ve ilgili patolojik
süreçlerinin çözümlenebilmesi için biyomarker olarak kullanılabilmelerine
yönelik olarak birçok çalışma yapılmaktadır. MS'deki çeşitli çalışmalarda,
birçok biyolojik numuneler kullanılarak MS beyin lezyonları da dahil olmak
üzere farklı dokulardaki miRNA'ların rolü veya profili analiz edilmektedir
(Muñoz-San vd., 2019). Ataklarla seyreden MS (RRMS), sekonder progresif MS
(SPMS) ve primer progresif MS (PPMS) hastalarında yapılan miRNA çalışmaları,
miRNA'ların periferik kan mononükleer hücrelerinde (PBMC'ler) (Otaegui vd.,
2009; Ridolfi vd., 2013; Luiz vd., 2020) ve tam kan, T (Lindberg vd., 2010) ve
B hücrelerinin alt tiplerinde, plazmada (Siegel vd., 2012), serumda (Ridolfi
vd., 2013; Fenoglio vd., 2013; Mancuso vd., 2015; Keren vd. 2018) ve eksozomda
(Ebrahimkhani vd., 2017) farklı eksprese edildiğini göstermektedir. Görülen bu
farklılık, MS'de heterojenite olduğunu düşündürmektedir (Søndergaard vd.,
2013). Geçmiş yıllarda, MS ile ilişkili farklı miRNA ekspresyon paternlerinin
tanımlanması, miRNA'nın hastalık gelişimi ve ilerlemesi için yeni potansiyel
prognostik bir biyobelirteç olarak görülmesine yol açmaktadır. Bu çalışmalarla
MS patogenezinde etkili moleküler mekanizmalar hakkında bilgi edinilse de,
birçoğunda MS seyri, cinsiyet prevalansı ve terapötikler gibi hastalığın
çeşitli parametrelerini dikkate alınmamıştır. Ek olarak, bu çalışmalar genel
olarak sonuçların validasyonu, fonksiyonel ve patolojik çıkarımın yorumlanması
ihtiyacını arttıran farklı deney tasarımı (farklı numune kullanımı, miRNA ifade
analiz platformları, ham veri analizi ve normalizasyon algoritmaları) ile
karakterize edilmektedir (Baulina vd., 2018).
Dolayısı ile tüm eksik kısımların değerlendirilmesi ve hatta kullanılacak
numunelerin ve hastalık seyirlerinin çeşitlendirilmesiyle gelişebilecek tüm
moleküler değişikliklerin ve buna yönelik hastalığa spesifik
biyobelirteçlerin tespit edilmesi çok
önemlidir. MS hastalığıyla ilgili çeşitli veri tabanlarında çeşitli veri
setleri mevcuttur. Ancak bu veriler hastalığa tanı koyma ve kesin bir tedavi
yöntemi belirlemek için klinikte kullanılmamaktadır. Bu sebeple öncelikle
literatürde tespit edilen ve veri tabanlarına yüklenmiş veri setlerinin bir
arada değerlendirilmesi potansiyel biyobelirteç adaylarının in siliko analizler
yardımıyla tespit edilmesi ve çalışmaların belirlenen bu hedefler doğrultusunda
yapılması önem kazanmaktadır (in-siliko çalışmaların detayları teknik bölümde
amaç-kapsam kısmında paylaşılmıştır). Multipl Skleroz hastalığının
multifaktöriyel olması sebebiyle tüm etkin mekanizmaların ortaya konması için
çeşitli çalışmaların bir arada değerlendirilmesi biyobelirteç araştırmalarının
hassasiyeti açısından çok önemlidir. Bu bağlamda çalışmalarda yer alan hastalara ait klinik ve
demografik bilgilerin, kullanılan tedavi yöntemlerinin ve deneylerin hangi
numuneler ile gerçekleştirildiğinin net olarak bilinmesi gereklidir.
Önerilen projede in siliko yöntemler ile NCBI GEO veri
tabanına yüklenen farklı veri setlerinin analizi sonucu ön plana çıkan miRNA nın(hsa-mir-142-3p)
farklı kategorilerde MS tanısı almış
bireylerden, sağlıklı gönüllüler ve oto-immün hastalığa ve ayrıca nörolojik
diğer hastalıklara sahip bireylerle karşılaştırmalı olarak ekspresyon analizi
hedeflenmektedir. Bu analiz için PBMCler ve serum / plazma eksozomları
kullanılacaktır. Ayrıca yeni miRNA ve mRNA biyobelirteçlerinin belirlenmesi
için plazma veya serum eksozom örneklerinden transkriptom dizilemesi
yapılacaktır. Özellikle mikroarray verilerinde hedef olarak belirlediğimiz
miRNA dışında, array analizlerine dahil edilmemiş miRNA’ların tüm profilinin
ortaya konması ve detaylı bir olgun miRNA profilinin karşılaştırmalı olarak
değerlendirilebilmesi için miRNA dizileme tekniğinin kullanılması
amaçlanmaktadır. Tüm bunlara ek olarak hedef olarak belirlediğimiz ve potansiyel
yeni hedef olarak tespit edebileceğimiz mRNA’ın validasyonlarının sağlanması ve
yeni potansiyel mRNA biyobelirteç adaylarının tespiti için mRNA dizilemesinin
de yapılması planlanmıştır. Belirlenen miRNA-mRNA hedef biyobelirteçlerin ve
yeni belirlenebilecek biyobelirteçlerin tanımlanması, ayrıca belirlenecek İkinci
kohort hastalarda QPCR ile validasyonu gerçekleştirilecektir. Sonuç olarak ta
projede tüm bu çalışmaların sonucunda belirlenmiş ve doğrulanmış olan
belirteçlerin tespitine yönelik klinikte kullanılabilir bir teknolojinin
geliştirilmesi hedeflenmektedir.