Adamts (-1,-4,-5) genlerinin psoriatik artrit patogenezindeki rollerinin ve moleküler mekanizmalarının araştırılması

Abstract

Amaç: Amacımız, eklem yıkımında önemli rolleri olan ADAMTS proteazlarından ADAMTS1, -4, -5' in kronik inflamatuar bir hastalık olan Psoriatik artritis (PsA) patogenezindeki rollerini ve bu proteazların inflamatuar sinyal yolaklarında hangi mediyatörler tarafından regüle edildiklerinin araştırılmasıdır.Yöntem: 15 PsA hastası, 15 Ps hastası ve 15 sağlıklı bireyden alınan total kandan periferik kan mononüklear hücreleri (PBMC) izole edildi ve primer kültürleri yapıldı. PBMC hücrelerinde ADAMTS1, -4, ve -5 genlerinin mRNA ifadeleri qPCR yöntemi kullanılarak belirlendi. Primer kültürleri yapılan PBMC hücreleri TNF-α, IL-1β ve IL-6 ile uyarıldıktan sonra, pro-inflamatur sitokinlere yanıt olarak ADAMTS genlerinin mRNA ekspresyon düzeylerinde bir faklılık olup olmadığı belirlendi. Ayrıca PBMC hücreleri TNF-α, IL-1β ve IL-6 ile uyarılmadan önce mitogen-activated protein kinases (MAPK), transkripsiyon faktörü nuclear faktor kappa B (NFκB) ve signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) inhibitörleri ile muamele edildi ve ADAMTS genlerinin ekspresyonunun pro-inflamatuar sinyal yolaklarındaki MAPK (ERK1/2, p38, JNK), NFκB, ve STAT3 mediyatörleri tarafından regüle edilip edilmediği qPCR yöntemi kullanılarak araştırıldı. Buna ek olarak inhibitörlerin MAPK (ERK1/2, p38, JNK), NFκB, ve STAT3 aktiviteleri üzerindeki etkileri Western Blot yöntemi kullanılarak tespit edildi.Bulgular: PsA grubunun PBMC hücrelerinde ADAMTS1 ve -4 ekspresyonlarında artış olduğu, ancak ADAMTTS5 ekspresyonunda anlamlı bir değişim olmadığı bulundu. TNF-α ve IL-6 stimülasyonlarının ADAMTS1, -4 ve -5 ekspresyonlarında, IL-1β uyarılmasının ise sadece ADAMTS1 ve -4 ekspresyonlarında azalışa neden olduğu görüldü. Ancak, IL-1β uyarılmasıyla ADMTS5 ekspresyonunun değişim göstermediği gözlendi. p38, JNK ve STAT3 inhibisyonlarının ADAMTS1 ekspresyonunda azalmaya neden olduğu belirlendi. Öte yandan, ADAMTS5 ekspresyon düzeyinin NFκB, ERK1/2 ve JNK inhibisyonlarıyla azaldığı ve STAT3 inhibisyonu sonucunda ise ADAMTS5 ekspresyonunun değişime uğramadığı tespit edildi. Ayrıca, STAT3 ve NFκB inhibisyonlarının ise ADAMTS4 ekspresyonununda azalışa neden olduğu görüldü. Bununla birlikte, kontrol grubundaJNK inhibisyonuyla ADAMTS1 ve -5 ekspresyonlarının, Ps grubunda ise ERK1/2, p38 ve JNK inhibisyonlarının üçünün de ADAMTS1 gen ekspresyonunda önemli bir artış gösterdiği bulundu. Ayrıca, STAT3 ve NFκB inhibisyonlarının kontrol ve Ps gruplarının ikisinde de ADAMTS1 ekspresyon düzeyinde artış sağladığı gözlendi.Tartışma: Diğer artrit türlerine ait literatürlerde gözlendiği gibi PsA hastalarının PBMC hücrelerinde de ADAMTS1 ve -4 ekspresyonlarının Ps ve kontrol gruplarına kıyasla artış gösterdiği, ancak ADAMTS5 ekspresyonunun değişmediği bulundu. Bu sonuç, ADAMTS1 ve -4 genlerinin PsA hastalığında ekstra sellüler matriks (ECM) yıkılımında etkin agrekanazlar olabileceğini ortaya koymaktadır. PsA' lı bireylerin PBMC hücrelerinde TNF-α , IL-6 ve IL-1β uyarılmasıyla ADAMTS1 ve -4 gen ekspresyonlarının, TNF-α ve IL-6 uyarılmasıyla ise ADAMTS5 gen ekspresyonunda azalma olduğu tespit edildi. Bu bulgular, TNF-α, IL-6 yada IL-1β uyarılmalarının ADAMTS1 -4 ve -5 agrekanaz aktivitesine baskılayıcı etkileri olabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca, PsA patogenezinde, MAPK, STAT3 ve NFκB sinyal yolaklarının ADAMTS1, -4 ve -5 üzerinde modülatör etkileri olabileceği görüldü.Anahtar Kelimeler : PsA, ADAMTS, PBMC, qPCR, biyobelirteç.

Aim: Our aim is to investigate the roles of ADAMTS proteases (ADAMTS-1, -4 and -5), which have important roles in articular destruction in the pathogenesis of Psoriatic Arthritis (PsA), which is a chronic inflamatuar disease and which mediators involved in inflammatory signaling pathways regulate these proteases.Method: Peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were isolated from total blood obtained from 15 PsA patients, 15 Psoriasis (Ps) patients and 15 healthy individuals and their primary culture have been done. The mRNA expression levels of ADAMTS8, -9 and -15 genes in PBMCs were measured by qPCR. After the stimulation of the cultured PBMC by TNF-α, IL-1β and IL-6, the mRNA expression levels of ADAMTS genes in the stimulated PBMC were determined by qPCR. Furthermore, PBMCs have been treated by mitogen-activated protein kinases (MAPK), transcription factor nuclear factor kappa B (NFkB) and signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) inhibitors before the stimulation with TNF-α, IL-1β and IL-6 and the expression of ADAMTS genes whether are regulated by MAPK (ERK1/2, p38, JNK), NFkB and STAT3 mediators in pro-inflammatory signaling pathways were examined by qPCR. Moreover, the effects of the inhibitors on the activities of MAPK (ERK1/2, p38, JNK), NFkB and STAT3 were determined by Western Blot.Results: It was found that the expression of ADAMTS1 and -4 in the PBMCs of PsA group were increased, but there was no any significant change in the expression levels of ADAMTS5. While stimulations by TNF-α and IL-6 caused a decreaase in the expression of ADAMTS1, -4 and -5, stimulation by IL-1β caused a reduction only in the expression of ADAMTS1 and -4. However, it was observed that the expression of ADAMTS5 was not changed by IL-1β stimulation. Morover, it was determined that inhibition of the p38, JNK and STAT3 resulted in a decline in the expression level of ADAMTS1. On the other hand, while the expression levels of ADAMTS5 was decreased by inhibition of NFκB, ERK1/2 and JNK, the expression of the ADAMTS5 was not influenced by inhibition of STAT3. Moreover, it was seen that STAT3 and NFkB inhibitors led to a reduction in the expression of ADAMTS4.xviHowever, JNK inhibition in the control group, and ERK1/2, p38 and JNK inhibition in the Ps group led to a significant increase in the expression of ADAMTS1 expression. It was also observed that STAT3 and NF-κB inhibition resulted in an increase in the expression level of ADAMTS1 in both control and Ps groups.Conclusion: As observed in the literature of other arthritis types, the expression of ADAMTS1 and -4 in PBMC cells of PsA patients were increased compared to Ps and control groups, but ADAMTS5 expression did not change. These results suggest that ADAMTS1 and -4 genes may be effective aggrecanases in the degradation of extra cellular matrix (ECM) in PsA disease. It was determined that the expression of ADAMTS1 and -4 in PBMCs of the patients with PsA were decreased by TNF-α , IL-6 ve IL-1β stimulation. The expression of ADAMTS5 was also decreased by TNF-α ve IL-6 stimulation. These findings imply that TNF-α and IL-6 stimulations may have suppressive effects on the activity of ADAMTS1, -4 and -5 aggrecaneses. Furthermore, it was observed that MAPK and NFkB signaling pathways may have modulator effects on ADAMTS1, -4 ve -5 in the pathogenesis of PsA.Keywords : PsA, ADAMTS, PBMC, qPCR, biomarkers.