Characterization of inherited IRAK-4 deficiency in a patient with acute HHV-6 encephalitis
Akut hHHV-6 ensefaliti görülen bir hastada kalıtsal IRAK-4 eksikliğinin karakterizasyonu
- Tez No: 826033
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN BELKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Genetik, Moleküler Tıp, Tıbbi Biyoloji, Genetics, Molecular Medicine, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
İnsanlar arasında sıkça karşılaşılan bir virüs olan İnsan herpesvirüs-6 (HHV-6), genel olarak çocuklarda akut ateşli hastalığa sebep olurken çocukların çoğunluğu asemptomatik kalmaktadır. HHV-6 enfeksiyonu nadiren ensefalite yol açabilmektedir, fakat patogenezi bilinmemektedir. Doğuştan gelen tek gen bozukluklarının aksi halde sağlıklı olan çocuklarda HHV-6 ensefalitine yatkınlığa neden olabileceği hipotezini ileri sürdük. Akut HHV-6 ensefalit teşhisi konan bir erkek çocuğun genomik DNA'sında tüm ekzom dizilemesi gerçekleştirdik ve hastada Toll/İnterlökin-1 reseptörü sinyal yolağında rolü olan İnterlökin-1 reseptör-ilişkili kinaz 4 (IRAK4) geninde daha önce görülmemiş yanlış anlamlı bir mutasyon (NM_016123.4:c.G236A:p.C79Y) bulduk. Hastanın ebeveynleri ve sağlıklı kardeşinde bu mutasyonun heterozigot olduğu Sanger sekanslaması ile doğrulandı. Evrimsel olarak korunan bir kalıntıyı etkileyen p.C79Y'nin in siliko algoritmalar tarafından hasar verici olacağı tahmin edildi. Hastanın lökositlerinde IRAK-4 ekspresyonunun ciddi şekilde azaldığını bulduk. HEK293 hücrelerinde yapılan geçici aşırı ekspresyon sonucunda yabanıl (WT) ve mutant IRAK-4 düzeyleri benzerdi ancak siklohekzimid muamelesinden sonra mutant IRAK-4 ekspresyonu WT'ya kıyasla ciddi şekilde azaldı. Bu durum, p.C79Y'nin IRAK-4 stabilitesini bozabileceğini göstermektedir. Hastanın lökositlerindeki, sağlıklı kontrollere kıyasla farklı Toll-benzeri reseptörler ve sitozolik nükleik asit sensörlerini indükleyen çeşitli uyaranlara karşı doğuştan gelen immün cevaplarının azaldığını bulduk. Ayrıca, CRIPSR-Cas9 genom düzenleme ile IRAK4 nakavt HEK293 hücre hatları oluşturduk. Mutant IRAK-4 proteininin IL-18 ile muamele edilmiş IRAK4 nakavt hücrelerdeki geçici ekspresyonu sonucunda NFκB'ye bağlı lusiferaz aktivitesini WT'ya kıyasla anlamlı derecede azalttığını gördük. Sonuç olarak, p.C79Y IRAK-4'ün hem ifadesini hem de işlevini bozarak hastanın lökositlerinde bakteriyel ve viral uyaranlara karşı azalan immün yanıtlarına sebep oldu. Bu çalışma ilk kez izole akut HHV-6 ensefalitinin altında doğuştan gelen bağışıklık kusurlarının yatabileceğini göstermiştir. Bulgularımız ayrıca insanlarda kalıtsal IRAK-4 eksikliğinin bilinen genotipik ve fenotipik spektrumunu genişletmiştir.
Özet (Çeviri)
Human herpesvirus-6 (HHV-6), a ubiquitous virus among humans, typically causes acute febrile illness in children, whereas the majority remain asymptomatic. HHV-6 infection can rarely cause encephalitis, with unknown pathogenesis. We hypothesized that inborn single-gene defects may underlie susceptibility to HHV-6 encephalitis in otherwise healthy children. We performed whole-exome sequencing on genomic DNA of a male child diagnosed with acute HHV-6 encephalitis and found a novel homozygous missense variation (NM_016123.4:c.G236A:p.C79Y) in Interleukin-1 receptor-associated kinase 4 (IRAK4), which is involved in the Toll-Interleukin-1 receptor signaling pathway. Sanger sequencing confirmed that both parents and the sibling were heterozygotes. The p.C79Y that affected an evolutionary conserved residue was predicted to be damaging by in silico algorithms. We found that IRAK-4 expression was severely reduced in patient's leukocytes. There were similar levels of wild-type (WT) and mutant IRAK-4 when transiently over-expressed in HEK293 cells, however mutant IRAK-4 expression was dramatically decreased upon cycloheximide treatment, compared to the WT. This indicated that the p.C79Y might impair IRAK-4 stability. We found that patient's leukocytes had diminished innate immune responses to various stimuli inducing different Toll-like receptors and cytosolic nucleic acid sensors, compared to the healthy controls. We also generated IRAK4 knockout HEK293 cells by CRISPR-Cas9 genome editing. Transient expression of mutant IRAK-4 had significantly reduced NFκB-dependent luciferase activity, compared to the WT in IRAK4 knockout cells treated with IL-18. Collectively, the p.C79Y impaired both the expression and function of IRAK-4, leading to diminished immune responses against bacterial and viral stimuli in patient's leukocytes. Overall, this was the first study demonstrating that inborn errors of immunity could underlie isolated acute HHV-6 encephalitis. Our findings also widened the known genotypic and phenotypic spectrum of inherited IRAK-4 deficiency in humans.
Benzer Tezler
- Yanık enfeksiyonlu olan hastalardan izole edilen klebsiella pneumoniae'nin fenotipik ve genotipik karakterizasyonu
Phenotypic and genotypic characterization of klebsiella pneumoniae isolated from patients with burn infection
MOHSIN RAZZAQ AZEEZ AZEEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyolojiÇankırı Karatekin ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SONGÜL ŞAHİN
- Anamur yöresinin Beta-talasemi mutasyon tiplendirilmesi
Beta-thalassemia mutation types of Anamur region
SERAN ALTUNKILIÇ
- Türkiye üzerinde rüzgar şiddetinin ekstrem değer analizi ve sinoptik paternlerle ilişkisi
Analyzing extreme winds over Turkey and their relationships with synoptic patterns using cluster analysis
UMUT GÜL BAŞAR GÖRGÜN
Doktora
Türkçe
2024
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRAN SİBEL MENTEŞ
- Metakromatik lökodistrofi: Üç arilsülfataz A mutasyonunun (p. 307Glu-Lys, p. 318 Trp-Cys ve c.1165G delesyonu) arilsülfataz A aktivitesi ve arilsülfataz A proteini üzerine etkisinin tanımlanması
: Characterization of the effect of three arylsulfatase a mutations (p. 307Glu-Lys, p. 318Trp-Cys, c.1165G deletion) on arylsulfatase a activity and arylsulfatase a protein
ADEM ÖZKAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2013
BiyokimyaHacettepe ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE ASUMAN ÖZKARA
- Characterization of altered innate and adaptive immune responses of primary immune deficient patients
Birincil bağışıklık yetersizliği hastalarının doğal ve edinsel bağışıklık yanıtların karakterizasyonu
BİLGEHAN İBİBİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Allerji ve İmmünolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN GÜRSEL