Epitel hücre kökenli SERPINB1'in nötrofil elastaz ilişkili anti apoptotik ve pro apoptotik yolaklar üzerine etkisi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMÜHENDİSLİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BÜŞRA KILIÇ
Danışman: İbrahim Çağatay Karaaslan
Özet:Astım farklı yaş gruplarındaki insanların yaşam kalitesini etkileyen kronik inflamatuvar akciğer hastalıklarından biridir. Duyarlı kişilerin havayolunda sıklıkla nefes darlığı, öksürük, göğüste sıkışma hissi gibi belirtilerle kendini gösterebilmektedir. Astım hastalığında ortaya çıkan hava yolu obstrüksiyonunda genetik faktörlerle birlikte maruz kalınan spesifik alerjenler, sigara dumanı, hava kirliliği gibi çevresel uyaranlar da etkili olmaktadır. Nötrofil, eozinofil ve mast hücreleri gibi inflamatuvar hücrelerin hastalığın patolojisine katkı sağladığı da bilinmektedir. Astım cevabı heterojenik bir yapıya sahip olduğu için eozinofilik ve nötrofilik (non-eozinofilik) fenotiplere ayırmak mümkündür. Nötrofilik astım patolojisinde nötrofillerin hastalığın seyrinde önemli bir yer kapladığı bilinmektedir. Nötrofiller, kandan inflamasyon olan dokulara göç ederek biyolojik ya da kimyasal madde kaynaklı inflamasyonu ortadan kaldırmaya çalışmaktadırlar. Nötrofiller bu fonksiyonu özelleşmiş granüllerinde depolanan proteazlar ve ürettikleri reaktif oksijen türleri aracılığıyla gerçekleştirirler. Hava yolu epitel hücreleri ile nötrofil hücrelerinin etkileşimi ve nötrofil sayısının progresif bir şekilde artmasını takiben proteaz-anti proteaz arasındaki dengenin bozulması sonucu epitelyal hasara neden olarak ii konakçıya zarar vermektedir. Nötrofil elastaz ve MMP-9 da dahil olmak üzere bir takım proteolitik enzim, hava yollarında doku yeniden yapılanmasında önemli rol oynar. Nötrofillerin azurofilik granüllerinde depolanan nötrofil elastaz, katepsin G, proteinaz 3 gibi güçlü sitotoksik etkiye sahip olan antimikrobiyal proteinlerin kontrolsüz salımı hücresel harabiyete sebebiyet vermektedir. Yapılan çalışmalarda nötrofil elastazın hücre içi sinyal yolaklarını aktive ettiği ve doku harabiyetine sebebiyet verdiği görülmektedir. Nötrofillerin özelleşmiş kompartmanlarındaki proteazların kontrolsüz salımının etkilerine karşı sitoplazma içerisinde anti-proteolitik aktivitesi olan çeşitli proteinler bulunmaktadır. Bu proteaz inhibitörleri arasında serin proteaz inhibitörlerinden biri olan ve lökosit elastaz inhibitörü olarak da bilinen SERPINB1'in anti proteaz aktivitelerinin yanı sıra hücre içi sinyal yolaklarının aktivasyonu veya inhibisyonu yoluyla kaspazlar gibi çeşitli ölüm yolaklarında bulunan molekülleri regüle ederek pro apoptotik ve anti apoptotik etkiler sergileyebildiği bilinmektedir. SERPIN'lerin yarı kararlı moleküller olmaları ve konformasyonel değişime açık çok fazla bölge içermeleri, diğer moleküllerle etkileşerek farklı aktivitelerinin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Hücresel stres sırasında SERPINB1'in P1-P1 bölgesine yapılan proteaz ataklar sonucunda konformasyonel değişime uğrayarak anti-proteaz aktivitesini kaybettiği ve endonükleaz aktivitesi kazanarak nükleusa transloke olduğu gösterilmiştir. Aktivitesindeki değişimle birlikte bu yeni molekül L-DNase II (lökosit elastaz inhibitöründen türeyen DNase II) adını almaktadır. Nükleusa transloke olan L-DNase II DNA'yı oligonükleozomlarına parçalayarak hücreyi apoptoza (programlı hücre ölümü) götürmektedir. DNase'lar apoptoz çalışmalarında önemli bir yere sahiptir. Bu nedenle, L-DNase II molekülünün NE ilişkili apoptotik yolaklardaki fonksiyonunun aydınlatılması gerekmektedir. Buna karşın, proteazlarla başlayan bu yolağın nötrofil inflamasyonu ile epitel hücreler arasındaki ilişkisiyle ilgili bilgiler literatürde sınırlıdır. Tez çalışması kapsamında SERPINB1'in nötrofil elastazla ilişkili olarak pro ve anti apoptotik etkileri ALI-kültür yöntemiyle bronş epitel hücrelerinin (BEAS-2B) farklılaştırılması aracılığıyla RNA ve protein düzeyinde araştırılmıştır. BEAS-2B hücrelerinin artan konsantrasyonlarda nötrofil elastaz ile uyarılmasının apoptoza sebebiyet verdiği bulunmuştur. LEI/L-DNase II yolağını spesifik olarak aktifleştirecek doza/dozlara karar verilmiştir. Protein ve gen düzeyinde Kaspaz-3, Kaspaz-8 ve Kaspaz-9 moleküllerinin seviyesinde anlamlı bir değişiklik olmadığı ortaya konmuştur. Protein seviyesindeki analizler sonucunda nötrofil elastazın SERPINB1'in farklı molekül ağırlıklarına sahip formlarını ortaya çıkardığı tespit iii edilmiştir. Epitel hücrelerde sitozolik ve nükleer olmak üzere SERPINB1 miktarının nötrofil elastaz ile birlikte değişkenlik gösterdiği bulunmuştur.