Akut miyeloid lösemide WNT sinyal yolağındaki genlerin DNA mikroarray analizi ile tanımlanması

Abstract

Akut Miyeloid Lösemi, erken hematopoetik kök hücrelerde bir dizi genetik değişiklik sonucunda normal hematopoetik büyüme ve farklılaşmanın bozularak, kemik iliği ve periferik kanda çok sayıda anormal olgunlaşmamış miyeloid hücrenin birikimi ile karakterize olan bir hastalıktır. Kendilerini yenileyebilme özelliğine sahip normal kök hücreler, sinyal ileti yolağına ait genlerdeki mutasyonlar, epigenetik ya da gen ifade düzeyindeki değişiklikler sonucunda neoplastik transformasyona uğrayabilmektedirler. Bu konuda özellikle embriyonel dönemde ve çeşitli kanser türlerinde aktif olan Wnt/ß-katenin yolağı, son yıllarda üzerinde durulan oldukça ilgi çekici bir konudur.Wnt yolağının anahtar elemanı olan beta katenin gen ifade seviyeleri ile ilgili olarak literatürde sıklıkla çalışmalar yapılmıştır. Birbiri ile uyumlu olarak yapılan bu çalışmalarda, AML hasta gruplarında beta katenin gen ifade oranları arasında ciddi farklılıklar tespit edilmiştir. Buradan yola çıkılarak bu tez çalışmasında öncelikle AML hastalarından elde edilen CD34+ hematopoetik kök hücrelerde, beta katenin gen ifade profillerinin qRT-PCR yöntemi ile tayin edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın devamında, DNA mikroarray analizi ile önceden tespit edilmiş beta katenin gen ifade oranlarına göre gruplandırılan AML hasta örnekleri arasındaki genlerin karşılaştırılaştırılması planlanmıştır. Bu şekilde belirlenecek olan gen grubu ile sağlıklı kontrol grubundaki genler birleştirildiğinde AML hastalarında beta katenin ile ilişkili genlerin ortaya çıkarılması ve bu yolak hakkında detaylı bilgi oluşturulması hedeflenmiştir.Buna göre bu çalışmada 19 AML ve 3 sağlıklı bireyin izole edilmiş olan CD34+ hematopoetik kök hücrelerinde eş zamanlı PCR ile mRNA seviyesi tespiti, hasta örnekleri arasında beta katenin seviyelerinin değiştiğini göstermiştir. Bu sonuçlara göre incelenen örnekler beta katenini yüksek, düşük ve bu seviyede değişiklik tespit edilemeyen 3 gruba ayrılmıştır. Beta katenin gen ifade oranına göre 3 gruba ayrılmış olan AML örneklerinin transkriptom profilleri belirlenmiştir. Belirlenen bu transkriptom profillerinin farklı beta katenin seviyesine sahip olan AML vakalarını hem birbirinden hem de sağlıklı örneklerden net birer moleküler imza ile ayırdığı saptanmıştır. Böylelikle hücre döngüsü, kemokinler, adezyon molekülleri, hücre iskeletinin düzenlenmesi, gen ifade regülasyonu, kök hücre belirteci, migrasyon, metastaz, P53, Erb B, TGFB ve Slit-Robo yolakları beta katenin yüksek AML hasta örneklerinde ve kemokinler, adezyon molekülleri, gap junction, hücre iskeletinin düzenlenmesi, kök hücre belirteci, gen ifade regülasyonu, apoptoz, JAK-STAT, P53 ve TGFB yolakları beta katenin düşük AML hasta örneklerinde ön plana çıkmıştır.Sonuçta bu çalışma beta katenin seviyelerine bağlı olarak temel olarak ikiye ayrılan AML vakalarında transkriptom profilini ortaya koyan ilk çalışmadır. Çalışmamızda kanser oluşumunda önemli rol oynayan beta katenin ilişkili yolakların saptanması AML moleküler biyolojisine dair önemli veriler içermenin yanısıra yeni diagnostik, prognostik ve terapötik aday moleküller ortaya koyabilecektir.

Acute Myeloid Leukemia (AML) is a disease characterized with impairment of normal hematopoetic proliferation and differentiation and accumulation of abnormal immatured myeloid cells in bone marrow and periferic blood which occurs as a result of genetic changes in early hematopoietic stem cells. Capable of self-renewing normal stem cells, mutations in genes belonging to the signal transduction pathways, gene expression or epigenetic changes may come as a result of neoplastic transformation. In particular embriyonal period, and a variety of cancers, active Wnt/ß-catenin signal pathway, in recent years has been focused on a special interesting issue.Beta catenin, which is the key element of Wnt pathway, gene expression levels in relation to the studies carried out frequently in the literature. In accordance with each other in these studies, beta catenin gene expression ratios were serious differences between AML patient groups. From here on the basis of this thesis, primarily CD34+ hematopoietic stem cells obtained from AML patients, beta-catenin gene expression profiles is to be determined by qRT-PCR method. Afterwards of the study, grouped according to beta catenin gene expression ratios of between AML patient samples which genes planned to compared with DNA microarray analysis. In this way the determined gene group in combination with the healthy control group, genes associated with beta catenin in patients with AML is revealed and the creation of the detailed information about this pathway is targeted.According to this study, detection of the mRNA level by real-time PCR in CD34+ hematopoietic stem cells have been isolated from 19 AML and 3 healthy individuals, changed the beta-catenin levels between AML patient samples have shown. According to these results, examined samples is divided into 3 groups; high, low and changes can not be determined at this level. According to the rate of beta catenin gene expression profiles divided into 3 groups of microarray profiles of AML samples were determined. These microarray profiles, cases of AML with different level of beta-catenin both from each other as well as healthy specimens were clearly seperated by a molecular signature. In this manner cell cycle, chemokines, adhesion moleculles, regulation of cell cytoskeleton, regulation of gene expression, stem cell marker, migration, metastasis, P53, Erb B, TGFB, Slit-Robo pathways in AML patient samples with high beta catenin expression and chemokines, adhesion moleculles, gap junction, regulation of cell cytoskeleton, stem cell marker, regulation of gene expression, apoptosis, JAK-STAT, P53, TGFB pathways in AML patient samples with low beta catenin expression took over.As a result of this study, depending on the level of beta catenin are basically divided in cases of AML is the first study to demonstrate microarray profile. In our study, detection of beta catenin related genes which is an important role in the formation of cancer will put forward an important data about the molecular biology of AML as well as new diagnostic, prognostic and therapeutic candidate molecules.