Identification of candidate biomarkers and potential therapeutics for idiopathic pulmonary fibrosis through systems biology approaches
İdı̇opatı̇k pulmoner fı̇brozı̇s içı̇n aday bı̇yobelı̇rteç ve potansı̇yel terapötı̇klerı̇n sı̇stem bı̇yolojı̇sı̇ yaklaşımları ile belı̇rlenmesı̇
- Tez No: 820433
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CEYDA KASAVİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
İdiyopatik pulmoner fibrozis (İPF), etiyolojisi bilinmeyen, akciğer skarlaşması, aşırı hücre dışı matriks birikimi, akciğer fonksiyon kaybı ile karakterize edilen kronik ve ilerleyici bir hastalıktır. İPF'nin arkasındaki moleküler mekanizmalar hala belirsizliğini korumaktadır ve patogenezinin anlaşılması yeni terapötik stratejilerin geliştirilmesinde etkili olabilir. Bu tezin amacı, İPF tedavisi için yeni moleküler işaretçileri ve potansiyel ilaçları belirlemektir. Bu amaçla, İPF transkriptom verilerinin meta-analizi gerçekleştirilmiştir. Spesifik olarak, anlatımı önemli ölçüde değişim gösteren genler (DEG'ler), zenginleşen yolak ve prosesler belirlenmiştir. Ayrıca, bu veri insan biyolojik ağları ile birleştirilerek sistem düzeyinde biyobelirteçler belirlenmiştir. DEG'ler etrafında protein-protein etkileşim ağları kurulmuş ve ağların analiziyle 12 çekirdek protein tespit edilmiştir. İşaretçi metabolitler, transkripsiyon faktörleri (TF'ler) ve miRNA'lar, transkriptom verilerinin sırasıyla genom ölçekli metabolik ve transkripsiyonel düzenleyici ağlarla bütünleşik analiziyle saptanmıştır. Kalp kası kasılması ve enfeksiyon hastalıları yolaklarında hem mRNA, hem de metabolit seviyelerinde önemli değişiklikler gözlenmiştir. Ek olarak, çekirdek proteinler ile işaretçi düzenleyici elemanlar arasındaki ilişkilere dayanarak yedi gen (EPAS1, PAK4, SPTBN1, ESR2, HSPA4L, NGFR, TMPRSS4), bir TF (STAT5B) ve 10 miRNA (let-7e-5p, miR-145-5p, miR-195-5p, miR-3613-3p, miR-383-3p, miR-3914, miR-4284, miR-4649-3p, miR-6507-3p and miR-7977) anahtar moleküller olarak öne çıkmıştır. Ayrıca, ilaç yeniden konumlandırma çalışmalarıyla anti-fibrotik, anti-inflamatuar ve anti-kanser ilaçları dahil olmak üzere toplam 21 aday ilaç belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma İPF için moleküller işaretçileri ve potansiyel ilaçları ortaya çıkarmış ve sistem tabanlı yaklaşımların hastalık patogenezini anlamak, tanısal ve prognostik biyobelirteçleri belirlemek için güçlü araçlar olduğuna dair daha fazla kanıt sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) is a chronic and progressive disease with an unknown etiology characterised by lung scarring, excessive extracellular matrix deposition, loss of lung function. The molecular mechanisms behind IPF still remains unclear, and understanding its pathogenesis could be effective in developing novel therapeutic strategies. The aim of this thesis was to identify new molecular signatures and potential drugs for IPF treatment. For this purpose, meta-analysis of transcriptome data of IPF was performed. Specifically, differentially expressed genes (DEGs) and enriched pathways and processes were identified. Moreover, systems-level biomarkers were identified by combining these data with human biological networks. Protein-protein interaction networks around DEGs were reconstructed and network analysis revealed 12 hub proteins. Reporter metabolites, and transcription factors (TFs) and miRNAs were identified by integrating transcriptome data with genome-scale metabolic and transcriptional regulatory networks, respectively. Significant changes in cardiac muscle contraction and infectious diasease pathways were observed in both mRNA and metabolite levels. In addition, seven genes (EPAS1, PAK4, SPTBN1, ESR2, HSPA4L, NGFR, TMPRSS4), one TF (STAT5B), and 10 miRNAs (let-7e-5p, miR-145-5p, miR-195-5p, miR-3613-3p, miR-383-3p, miR-3914, miR-4284, miR-4649-3p, miR-6507-3p and miR-7977) came to the fore as key molecules based on the associations between hub proteins and reporter regulatory elements. Furthermore, a total of 21 candidate drugs, including anti-fibrotic, anti-inflammatory, and anti-cancer drugs, were identified by drug repositioning. In conclusion, this study revealed molecular signatures and potential drugs for IPF and provided further evidence that system-based approaches are powerful tools to understand disease pathogenesis and to identify diagnostic and prognostic biomarkers.
Benzer Tezler
- Çoklu-omik verilerin bütünleşik analizi ile romatoid artrit hastalığına yönelik biyobelirteçlerin belirlenmesi
Identification of biomarkers for rheumatoid arthritis disease by integrated analysis of multi-omic data
TUĞÇE ÇELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyomühendislikİstanbul Medeniyet ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ERKAN KARABEKMEZ
- Systems biomedicine and pharmacology approaches for drug repositioning to uncover candidate anti-cancer drugs
Aday kanser karşıtı ilaçların bulunması için sistem biyotıp ve farmakolojisi yaklaşımı ile ilaç repozisyonu
BESTE TURANLI
Doktora
İngilizce
2018
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Bilim Dalı
DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
- Identification of potential atherogenic miRNA markers in exosomes formed in an in vitro vascular smooth muscle cell and endothelial cell culture models
In vitro vasküler düz kas hücresi ve endotel hücre kültür modellerinde oluşturulan eksozomlarda potansiyel aterojenik miRNA belirteçlerinin tanımlanması
FATIMA HACER KURTOĞLU BABAYEV
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL BAYSAL
DR. ZELAL ADIGÜZEL
- İnsan baş ve boyun skuamöz hücreli karsinomlarında miR-363-3p ve miR-200c-3p'nin rollerinin belirlenmesi
Identification of the roles of miR-363-3p and miR-200c-3p in human head and neck squamous cell carcinomas
FATMA ŞANLI
Doktora
Türkçe
2023
BiyolojiErzurum Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER FARUK KARATAŞ
- Transcriptome based molecular subtyping of AML and elucidation of molecular responses under different therapeutic agents
Akut miyeloid löseminin transkriptom bazlı moleküler alt tiplemesi ve farklı terapötik ajanlar altında moleküler cevapların aydınlatılması
NURDAN KELEŞOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
PROF. DR. BETÜL YILMAZ