Yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) etyolojisinden sorumlu genlerin in silico analiz ile değerlendirilmesi ve klinik yaklaşımla doğrulanması
Evaluation of genes responsible for the etiology of age-related macular degeneration (AMD) via in silico analysis and validation through clinical approach
- Tez No: 1009378
- Danışmanlar: DOÇ. DR. IŞIL KUTLUTÜRK KARAGÖZ
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Göz Hastalıkları, Eye Diseases
- Anahtar Kelimeler: Biyoinformatik, In Silico Analiz, NPR3, RT-qPCR, Tenascin-C, Yaşa Bağlı Makula Dejenarasyonu, Age-Related Macular Degeneration, Bioinformatics, In Silico Analysis, NPR3, RT-qPCR, Tenascin-C
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sağlık Bilimleri Üniversitesi
- Enstitü: İstanbul Kartal Dr. Lütfi Kırdar Eğitim ve Araştırma Hastanesi
- Ana Bilim Dalı: Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD), ileri yaş popülasyonda geri dönüşümsüz santral görme kaybının önde gelen nedenlerinden biri olup multifaktöriyel bir hastalıktır. Hastalığın etyolojisinde genetik yatkınlık, inflamasyon ve oksidatif stresin önemli rol oynadığı gösterilmiştir. Bu çalışmanın amacı, YBMD etyolojisinde rol oynayan genlerin in silico analiz ile değerlendirilmesi ve elde edilen bulguların klinik veriler ile doğrulanmasıdır. Gereç ve Yöntem: Bu çalışmada, yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) patogenezinde rol oynayan oksidatif stresle ilişkili genlerin belirlenmesi ve klinik bulgularla ilişkisinin değerlendirilmesi amaçlandı. Çalışmada, YBMD tanılı hastalara ait klinik veriler analiz edilirken, YBMD etyolojisinden sorumlu olabilecek oksidatif stresle ilişkili genleri araştırmak amacıyla in silico biyoinformatik analizler gerçekleştirildi. Bu kapsamda, insan retina pigment epiteli/koroid dokularına ait kamuya açık mikroarray veri setleri kullanılarak diferansiyel gen ekspresyon analizi yapıldı. Elde edilen farklılaşmış genler fonksiyonel zenginleştirme analizlerine tabi tutuldu ve YBMD ile ilişkili biyolojik süreçler belirlendi. Biyoinformatik bulgular, klinik ve literatür verileri ile birlikte değerlendirilerek hastalık patogenezine katkı sağlayan aday genler tanımlandı. Bu çalışma, gözlemsel, genetik bir çalışma olarak planlandı ve yürütüldü. Güç analizi sonucu hedef istatistiksel güç %80 olarak kabul edilerek yeterli hasta sayısının örneklem başına 35 olduğu sonucuna varıldı. Mevcut koşullar altında olası örnek kayıpları göze alınarak 50 hasta ve 50 sağlıklı gönüllü çalışmaya dahil edildi. Çalışmanın doğrulama aşamasında, yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) tanısı almış hastalardan ve sağlıklı gönüllülerden periferik venöz kan örnekleri alındı. Kan örnekleri EDTA'lı tüplerde toplandı, RNA stabilizasyonu amacıyla Trizol reaktifi ile işlenerek uygun koşullarda –80°C'de saklandı. Total RNA izolasyonu Trizol yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi, elde edilen RNA'ların konsantrasyon ve saflıkları spektrofotometrik olarak değerlendirildi. İzole edilen RNA'lardan cDNA sentezi yapıldı ve biyoinformatik analizler sonucunda diferansiyel ekspresyon gösterdiği belirlenen aday genlerin ekspresyon düzeyleri kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (qRT-PCR) yöntemi ile analiz edildi. Normalizasyon için GAPDH housekeeping geni kullanıldı ve rölatif gen ekspresyon düzeyleri 2⁻ΔΔCt yöntemi ile hesaplandı. Elde edilen moleküler veriler uygun istatistiksel yöntemler kullanılarak analiz edildi. Tüm hastaların demografik özellikleri ve medikal öyküleri kaydedildi. Hastaların en iyi düzeltilmiş görme keskinlikleri, lens durumları, nutrisyon ve AREDS takviyesi kullanım durumları değerlendirildi. YBMD evreleri belirlenerek erken/orta ve ileri evre YBMD tipleri ayırt edildi; makuler neovasülarizasyon (MNV) varlığı subretinal sıvı varlığı incelendi. İntravitreal anti-VEGF tedavi uygulanıp uygulanmadığı ve uygulanmışsa kullanılan ajanlar kaydedildi. Hastaların takip süreleri kaydedildi. Merkezi foveal kalınlık değerleri tedavi öncesi ve tedavi sonrası dönemler için ölçülerek karşılaştırıldı. Oksidatif stres ve sistemik inflamasyon ile ilişkili olabilecek faktörler kapsamında hastaların mevcut sistemik hastalıkları, düzenli kullandıkları ilaçlar, sigara kullanım öyküsü ile karaciğer ve böbrek fonksiyon testleri değerlendirildi. Ayrıca nötrofil/lenfosit oranı ve lenfosit/monosit oranı hesaplanarak analiz edildi. Çalışmanın ilk aşamasında, biyoinformatik veri tabanları kullanılarak gerçekleştirilen in silico analizler sonucunda YBMD etyopatogenezi ve oksidatif stres ile ilişkili olduğu belirlenen aday genler, hastalardan elde edilen periferik kan örnekleri kullanılarak YBMD ile ilişkili olduğu düşünülen şüpheli genlerin analizi sonuçları klinik bulgular da analiz sürecine dahil edilerek karşılaştırıldı. Tüm veriler uygun istatistiksel yöntemler kullanılarak analiz edildi. Bulgular: Çalışmanın başlangıcında uygulanan biyoinformatik metodoloji çerçevesinde; mikroarray veri setlerinde sağlıklı kontrol ve YBMD grupları karşılaştırıldı, istatistiksel anlamlılık (p<0.05) ve kat değişim oranı (log2FC>1,5) kriterlerini karşılayan genler filtrelendi. Bu analiz sonucunda, YBMD etyopatogenezinde ve oksidatif stres yanıtında kritik rol oynayabileceği öngörülen; aşağı regülasyon gösteren Natriüretik peptit reseptör 3 (NPR3) (log2FC= -8.526) ile en belirgin yukarı regülasyon gösteren Tenascin-C (TNC) (log2FC= 4.970) genleri klinik doğrulama aşaması için aday genler olarak saptandı. Klinik doğrulama aşamasında, periferik kan örneklerinde yapılan RT-qPCR analizleri, NPR3 gen ekspresyonunun YBMD hastalarında kontrollere kıyasla yaklaşık 12 kat azaldığını ve bu farkın istatistiksel olarak anlamlı olduğunu ortaya koydu (p=0.046). Öte yandan, informatik analiz sonuçlarında artış gösteren TNC geninin periferik kan ekspresyon düzeylerinde gruplar arasında anlamlı bir fark saptanmadı (p>0.05). Hastalık evrelerine göre yapılan analizde, geç evre YBMD hastaları ile erken-orta evre hastalarda NPR3 baskılanması açısından anlamlı fark olmadığı saptandı (p=0.121). Çalışmamızın başlangıcında yapılan demografik analizlerde; hasta ve kontrol grupları arasında yaş (p=0.0002) ve serum kreatinin düzeyleri (p=0.0425) açısından istatistiksel olarak anlamlı farklılıklar saptandı. Bu demografik farklılıkların gen ekspresyon verileri üzerindeki olası karıştırıcı etkisini elimine etmek amacıyla, NPR3 sonuçları ile yapılan çok değişkenli regresyon analizleri, NPR3 düzeyindeki bu azalmanın yaş (p=0.501) ve serum kreatinin düzeylerinden bağımsız olduğunu doğruladı (p=0.214). Sonuç: Bu çalışma, NPR3 genindeki transkripsiyonel kaybın; hastalık evresinden (erken veya geç) ve uygulanan tedavi yükünden bağımsız, YBMD patogenezinin temel (intrinsik) bir bileşeni olduğunu ortaya koymuştur. Buna karşılık, in silico analizlerde doku düzeyinde artış gösteren TNC geninin periferik kanda anlamlı bir değişim sergilememesi, bu molekülün sistemik dolaşıma yansımayan lokal bir doku hasarı yanıtı olduğunu düşündürmektedir. Sonuç olarak, mevcut anti-VEGF tedavilerinden bağımsız bir yolak üzerinde etkili olduğu anlaşılan NPR3, YBMD yönetiminde gelecekte geliştirilebilecek tedaviler için potansiyel bir moleküler hedef niteliği taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
Aim: Age-related macular degeneration (AMD) is a multifactorial disease that constitutes one of the leading causes of irreversible central vision loss in the elderly population. Genetic predisposition, inflammation, and oxidative stress have been demonstrated to play significant roles in the etiology of the disease. The aim of this study is to evaluate the genes involved in the etiology of AMD using in silico analysis and to validate the obtained findings through clinical data. Materials and Methods: This study aimed to identify oxidative stress-related genes involved in the pathogenesis of age-related macular degeneration (AMD) and to evaluate their association with clinical findings. While clinical data from patients diagnosed with AMD were analyzed, in silico bioinformatics analyses were conducted to investigate oxidative stress-related genes potentially responsible for the etiology of AMD. In this context, differential gene expression analysis was performed using publicly available microarray datasets derived from human retinal pigment epithelium/choroid tissues. The identified differentially expressed genes were subjected to functional enrichment analyses, and biological processes associated with AMD were determined. By evaluating the bioinformatics findings in conjunction with clinical and literature data, candidate genes contributing to the pathogenesis of the disease were identified. This study was designed and conducted as an observational genetic study. Based on the power analysis, assuming a target statistical power of 80%, the minimum required sample size was calculated as 35 subjects per group. To account for potential sample loss, 50 patients and 50 healthy volunteers were included in the study. In the validation phase of the study, peripheral venous blood samples were collected from patients diagnosed with age-related macular degeneration (AMD) and healthy volunteers. Blood samples were collected in EDTA tubes, processed with Trizol reagent for RNA stabilization, and stored under appropriate conditions at –80°C. Total RNA isolation was performed using the Trizol method, and the concentration and purity of the obtained RNA were evaluated spectrophotometrically. cDNA synthesis was performed from the isolated RNA, and the expression levels of candidate genes, which were determined to show differential expression through bioinformatics analyses, were analyzed using the quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) method. The GAPDH housekeeping gene was used for normalization, and relative gene expression levels were calculated using the 2⁻ΔΔCt method. The obtained molecular data were analyzed using appropriate statistical methods. Demographic characteristics and medical histories were recorded for all patients. Best corrected visual acuity (BCVA), lens status, nutritional status, and AREDS supplement usage were evaluated. AMD stages were determined, distinguishing between early/intermediate and late-stage AMD types; the presence of macular neovascularization (MNV) and subretinal fluid was examined. The administration of intravitreal anti-VEGF treatment and the specific agents used, if applicable, were recorded. Patients' follow-up periods were noted. Central foveal thickness (CFT) values were measured and compared between pre-treatment and post-treatment periods. Regarding factors potentially associated with oxidative stress and systemic inflammation, patients' current systemic diseases, regularly used medications, smoking history, and liver and kidney function tests were evaluated. Additionally, the neutrophil-to- lymphocyte ratio (NLR) and lymphocyte-to-monocyte ratio (LMR) were calculated and analyzed. Results: Within the framework of the bioinformatics methodology applied at the onset of the study, healthy control and AMD groups in microarray datasets were compared, and genes meeting the criteria of statistical significance (p<0.05) and fold change (log2FC>1.5) were filtered. As a result of this analysis, NPR3, which showed downregulation (log2FC=-8.526) and Tenascin-C (TNC), which showed the most prominent upregulation (log2FC=4.970) --both predicted to play a critical role in AMD etiopathogenesis and oxidative stress response—were identified as candidate genes for the clinical validation phase. In the clinical validation phase, RT-qPCR analyses performed on peripheral blood samples revealed that NPR3gene expression decreased approximately 12-fold in AMD patients compared to controls, and this difference was statistically significant (p=0.046). On the other hand, no significant difference was observed between the groups regarding the peripheral blood expression levels of the TNC gene (p>0.05). In the analysis conducted according to disease stages, no significant difference was found between late-stage AMD patients and early-intermediate stage patients in terms of NPR3 suppression (p=0.121). In the demographic analyses performed at the beginning of the study, statistically significant differences were detected between the patient and control groups in terms of age (p=0.0002), and serum creatinine levels (p=0.0425). To eliminate the potential confounding effect of these demographic differences on gene expression data, multivariate regression analyses performed with the NPR3 results confirmed that this decrease in NPR3 levels was independent of age (p=0.501), and serum creatinine levels (p=0.214). Conclusion: This study demonstrates that the transcriptional loss of the NPR3 gene is a fundamental (intrinsic) component of AMD pathogenesis, independent of disease stage (early or late) and treatment burden. Conversely, the lack of significant change in peripheral blood levels of TNC, despite its increased tissue-level expression observed in in silico analyses, suggests that this molecule represents a local tissue damage response not reflected in the systemic circulation. In conclusion, NPR3, which appears to operate through a pathway independent of current anti-VEGF therapies, represents a potential molecular target for future therapeutic strategies in the management of AMD.
Benzer Tezler
- Yaşa bağlı maküla dejenerasyonu olgularında kan IL-10, IL-12, IL-17, IL-27 seviyeleri
IL-10, IL-12, IL-17, IL-27 blood levels in patients with age-related macular degeneration
NAZLI GÜL YALÇIN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
Göz Hastalıklarıİstanbul Bilim ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ELVAN ALPER ŞENGÜL
YRD. DOÇ. DR. ALEV KOÇKAR
- Yaşa bağlı maküla dejenerasyonunda etyolojik risk faktörlerinin değerlendirilmesi
Evaluation of etiologic risk factors of age-related macular degeneration
ASİYE BERRİN ORAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
Göz HastalıklarıMustafa Kemal ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT COŞKUN
- Yaşa bağlı makula dejenerasyonlu hastalarda anjiotensin convertıng enzim genetik polimorfizminin araştırılması
Angiotensin converting enzyme genetic polimorphizm in patients with age related macular degeneration
BAŞAK ÜÇER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2009
Göz HastalıklarıCelal Bayar ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RASİM ÖZCAN KAYIKÇIOĞLU
- Yaşa bağlı maküla dejenerasyonunda serum antioksidan vitamin (Vitamin A, E ve C) seviyelerinin hastalığın şiddeti ile ilişkisi
Başlık çevirisi yok
SEZEN ÇAKIR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Göz HastalıklarıMarmara ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK KAZOKOĞLU
YRD. DOÇ. DR. ÖZLEM YENİCE
- Yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) ile ilişkili retina pigment epitel dekolman (PED) olgularında intravitreal ranibizumab ve aflibercept tedavisinin anatomik ve görsel sonuçlar üzerine etkisinin değerlendirmesi
Evaluation the effect of intravitreal ranibizumab and aflibercept therapy on anatomical and visual results in pigment epithelial detachment (PED) secondary to age-related macular degeneration (AMD)
TURAL BABASHLI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2017
Göz HastalıklarıSakarya ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. NİLGÜN ÖZKAN AKSOY