Osteoartritli hastalarda jun-n-terminal kinaz (JNK), nüklear faktör kappa b (NF-KB), mirna-146a ve mirna-155 ilişkisinin araştırılması

Abstract

Osteoartrit (OA) kıkırdak, kemik ve sinoviyal dokularda çeşitli travmatik, biyomekanik, gelişimsel, metabolik ve genetik faktörlerin etkisiyle meydana gelen, kıkırdak yapımı ve yıkımı arasındaki dengenin bozulması ile ortaya çıkan, biyokimyasal ve morfolojik değişiklikler ile karakterize bir eklem hastalığıdır. OA'da hücre uyarı yolaklarının tam olarak bilinmesiyle eklemde kaybolan homeostazın yeniden yapılanması ve tamir mekanizmasının gelişmesi mümkün olabilecektir. Bu uyarı yolaklarında önemli bir role sahip olan mitojenle aktive olan protein kinazlar (MAPK)'ın OA'yı da içeren çeşitli hastalıklarda teröpatik hedef olabileceği düşünülmektedir. Bir MAPK olan Jun-N-terminal kinaz (JNK); tümör nekroz faktör-alfa (TNF-α) ve interlökin-1beta (IL-1β) gibi proinflamatuar sitokinlere cevap olarak aktive olmaktadır. Bu kinazlar özellikle nüklear faktör kappa b (NF-κB) olmak üzere çeşitli transkripsiyon faktörlerini aktifleştirir. İnflamatuar yolda önemli bir yeri olan NF-κB; TNF-α, IL-1β, lipopolisakkarit ve serbest oksijen radikallerini içeren birçok farklı uyaran tarafından aktive edilmektedir. mikroRNA (miRNA)'ların gelişim, homeostaz ve bağışıklık fonksiyonlarında önemli rol oynadığı, kanserden inflamasyona kadar çoğu hastalıkla ilişkili olduğu bilinmektedir. miRNA ekspresyonlarının özel immün cevabı ve inflamatuar uyarıyı da düzenledikleri belirlenmiştir. miRNA-146a ve miRNA-155; TNF-α ve IL-1β gibi pro-inflamatuar aracılarla uyarılan miRNA'lardır. Bu miRNA'ların ekspresyon mekanizmalarını içeren çalışmalarda NF-κB'nin inflamatuar uyarıya cevapta merkezi bir rol oynadığı gösterilmiştir. Bununla birlikte bu miRNA'ların seviyelerinin düzenlenmesinde MAPK uyarısının önemli bir role sahip olduğu ve JNK'nın bu ekspresyonu düzenlediği düşünülmektedir. Bu çalışmada, OA hastalığının patofizyolojisinin anlaşılmasına katkı sağlamak için, yeni bir terapötik hedef olan miRNA'lardan miRNA-146a ve miRNA-155, yine birçok hastalık için potansiyel terapötik hedef olarak tanımlanan MAPK'lardan JNK ve transkripsiyon faktörlerinden NF-κB'nin OA hastalığındaki rollerinin belirlenmesi amaçlandı. Çalışmada OA tanısı alan 100 hasta ve 50 sağlıklı bireyden periferal mononüklear kan hücreleri elde edildi. Bu hücrelerde miRNA-146a, miRNA-155 ve JNK gen ekspresyonları real-time PCR yöntemiyle ve NF-κB aktivitesi ELISA yöntemiyle belirlendi. Çalışma sonuçlarına göre; OA hasta grubunda miRNA-155 ekspresyonunun istatistiksel olarak anlamlı artış gösterdiği bulundu. Sonuçlar cinsiyetlere göre incelendiğinde, OA'lı kadınlarda miRNA-146a ve miRNA-155 ekspresyon seviyelerindeki artışın anlamlı düzeyde olduğu belirlendi. miRNA-146a, miRNA-155 ve JNK ekspresyonları ile NF-κB aktivitesinin hasta grubunda tanısal değerleri incelendiğinde, miRNA-146a ve miRNA-155 ekspresyonun hassasiyeti hastalarda yüksek olmasına rağmen özgüllüğünün düşük olması bu verilerin tek başlarına hastalık tanısında kullanılamayacağını gösterdi. Bununla birlikte bu 4 parametre birlikte değerlendirildiğinde en yüksek hassasiyet ve özgüllüğe ulaşıldığı görüldü. Bu sonuçlara göre yaygın ve kompleks bir hastalık olan OA'nın moleküler mekanizmasında miRNA-146a, miRNA-155, JNK ve NF-κB'nin ilişkisi olduğu ancak bu ilişkinin daha detaylı araştırılması ve böylece hastalığın ilerlemesi ve patogenezinde kullanılmak üzere yeni birer biyobelirteç olarak miRNA'ların kullanılıp kullanılmayacağının anlaşılmasının tam olarak ortaya konulması mümkün olacaktır.

Osteoarthritis (OA) is a disease characterized by biochemical and morphological changes resulting from unbalanced cartilage anabolism and catabolism that occur under the effects of several traumatic, biomechanical, developmental, metabolic and genetic factors in cartilage, bone and synovial tissues. If the cell signal pathways that regulate these activities are fully understood, restructuring of homeostasis and development of repair mechanisms in joints can be possible in OA. Mitogen activated protein kinases (MAPK) are considered to be potential therapeutic targets for several diseases, including OA. Jun-N-terminal kinase (JNK), is activated in response to cytokines, such as tumor necrosis factor α (TNF-α) and interleukin 1 beta (IL-1β). These kinases activate several transcription factors, particularly nuclear factor kappa b (NF-κB). NF-κB is activated by various stimuli including TNF-α, IL-1β, lipopolysaccaride and free oxygen radicals in inflammatory processes.microRNA (miRNA) has an important role in development, homeostasis and immune functions. miRNA was shown to be associated with several diseases from cancer to inflammation. miRNA regulates the specialized immune response and inflammatory stimulus. miRNA-146 and miRNA-155 are induced by proinflammatory stimuli, such as TNF-α and IL-1β. Studies related to expression mechanisms of miRNA-146a and miRNA-155 suggests a central role in inflammation for the proinflammatory transcription factor, NF-κB. JNK may regulate miRNA-155 expression. This study aims to investigate the expression of miRNA-146a, miRNA-155 and JNK, activity of NF-κB in OA.In this study, peripheral mononuclear blood cells were drawn from 100 patients with a diagnosis of OA and from 50 healthy subjects. miRNA-146a, miRNA-155 and JNK expressions were analyzed by qRT-PCR. NF-κB levels were determined by ELISA in nuclear extracts.Our results show that miRNA-155 expression increased significantly in OA patients. Analyzing the results by gender, miRNA-146a and miRNA-155 levels increased significantly in women with OA. When miRNA-146a, miRNA-155 and JNK expressions and NF-κB activity values of patient analyzed, specificity of the miRNA-146a and miRNA-155 expressions were found to be low even sensitivity to them are high at patients. Therefore, it is not suggested to use each of those parameters alone in diagnosis of OA. However when these 4 parameters evaluated all together, the highest specificity and sensitivity might be obtained.According to these results, miRNA-146, miRNA-155, JNK and NF-κB are related to molecular mechanisms of OA. This evidence could lead to elucidation of the mechanism underlying OA pathogenesis and hence to a novel therapeutic strategy for OA.