Genetske spremembe ter prostocelične in vezikularne miRNA kot biološki označevalci blage kognitivne motnje in Alzheimerjeve bolezniVogrinc, David (Avtor) Goričar, Katja (Mentor) Alzheimerjeva bolezenblaga kognitivna motnjagenetska variabilnostmiRNAbiološki označevalciOzadje: Alzheimerjeva bolezen (AB) je progresivna nevrodegenerativna bolezen, ki prizadene občuten delež starajoče se populacije. Večinoma se prične z blago kognitivno motnjo (BKM), ki različno hitro napreduje do Alzheimerjeve demence (AD). Biološki označevali bi lahko omogočili boljši in zgodnejši vpogled v molekularno-genetske mehanizme, ki spremljajo razvoj bolezni. Namen dela: V naši raziskavi smo želeli opredeliti povezanost polimorfizmov v genih izbranih metaboličnih poti s pojavom AB in BKM, ter z biokemijskimi biološkimi označevalci iz cerebrospinalne tekočine (CSF). Preverili smo tudi povezave med izražanjem miRNA v periferni krvi, CSF in zunajceličnih veziklih (ZV) s pojavom AB in biološkimi označevalci iz CSF. Opis metod: V raziskavo smo vključili 207 preiskovancev s kognitivnim upadom: 82 z diagnozo AD, 63 z diagnozo BKM in dodatno še 62 kontrolnih preiskovancev brez nevrodegenerativnih bolezni. Pri bolnikih z AB in BKM smo pridobili tudi podatke o nivoju biokemijskih diagnostičnih označevalcev iz CSF. Z bioinformatsko analizo smo identificirali gene in miRNA, ki bi lahko služili kot biološki označevalci AD ali BKM. Pri vseh preiskovancih smo s kompetitivnim alelno-specifičnim PCR določili polimorfizme v izbranih genih, povezanih s tveganjem za nastanek AB (APOE, TOMM40, ACE, SORCS, BCHE, IL6R), genih, udeleženih v vnetnih poteh (IL1B, IL6, MRNA146A, TNF, CARD8, NLRP3, GSTP1, NOS1) in pri oksidativnem stresu (CAT, GPX1, SOD2, KEAP1, NFE2L2) ter v inkretinskih receptorjih (GLP1R, GIPR). Pri bolnikih z AB in BKM smo s PCR v realnem času preverili tudi izražanje tarčnih miRNA (hsa-miR-146a-5p, hsa-miR-451a, hsa-miR-30c-5p, hsa-miR-375-3p, hsa-miR-107, hsa-miR-193b-3p in hsa-miR-29c) v vzorcih krvne plazme in CSF ter v ZV, izoliranih iz obeh tekočin. Rezultati: TNF rs1800629 (p=0,017) je bil povezan z manjšim, GLP1R rs10305420 (p<0,001) pa z večjim tveganjem za razvoj kognitivnega upada. IL1B rs16944 (p=0,039) in TNF rs1800629 (p=0,025) sta bila povezana z manjšim, GLP1R rs10305420 (p=0,003) pa z večjim tveganjem za AD. Nosilci polimorfnih alelov NFE2L2 rs35652124 (p=0,021), TOMM40 rs2075650 (p=0,025) in TOMM40 rs157581 (p=0,001) so bili pogostejši pri AD v primerjavi z BKM. Genetski dejavniki so bili povezani z različnimi biološkimi označevalci iz CSF. IL1B rs16944 je bil povezan z višjimi vrednostmi Aß42 (p=0,020 pri kognitivnem upadu in p=0,038 pri AD), TOMM40 rs157581 (p=0,033) in NFE2L2 rs35652124 (p=0,031) pa z nižjimi vrednostmi Aß42. MIR146A rs2910164 (p=0,043), GLP1R rs10305420 (p=0,041) ter GLP1R rs6923761 (p=0,050) so bili povezani s povišanim razmerjem Aß42/40. Pri kognitivnem upadu je bil TOMM40 rs157581 povezan z višjimi vrednosti celokupnega tau (p=0,032) in p-tau181 (p=0,034). Pri bolnikih z AD je bil GLP1R rs6923761 povezan z nižjimi vrednostmi p-tau181 (p=0,022), SORCS1 rs1358030 z nižjim celokupnim tau (p = 0,019), rs1416406 pa z nižjim celokupnim tau (p=0,013) in p-tau181 (p=0,036). Nosilci polimorfnega alela CAT rs1001179 (p=0,022), KEAP1 rs1048290 (p=0,019) in KEAP1 rs9676881 (p=0,019) ter nosilci vsaj enega polimorfnega alela GSTP1 rs1138272 (p=0,005) so dosegli višje rezultate kognitivnega testa. Nasprotno sta bila polimorfna alela NFE2L2 rs35652124 (p=0,030) in BCHE rs1803274 (p=0,029) povezana z nižjimi rezultati kognitivnega testa. Med skupinami AD in BKM nismo opazili razlik v izražanju tarčnih miRNA. V ZV iz plazme smo opazili nižje izražanje miR-146a-5p, miR-451a in miR-375-3p in višje izražanje miR-107 kot v celokupni plazmi (vsi p < 0,001). Pri kognitivnem upadom smo opazili tudi povezave med izražanjem miR-30c-5p v krvni plazmi in višjim celokupnim tau (p=0,035), ter med izražanjem miR-375-3p in celokupnim tau (p=0,027) ter p-tau181 (p=0,018) iz plazemskih ZV. Pri AD je bilo višje izražanje miR-146a-5p v krvni plazmi povezano z nižjim razmerjem Aß42/40 (p=0,027), višje izražanje miR-107 v ZV pa z višjim p-tau181 (p=0,040). Pri AB je bilo višje izražanje miR-146a-5p v CSF povezano z višjim p-tau181 (p=0,042), višje izražanje miR-107 z višjim celokupnim tau (p=0,025), višje izražanje miR-29c z nižjim razmerjem Aß42/40 (p=0,023), višje izražanje miR-451a iz ZV, izoliranih iz CSF pa z višjim nivojem Aß42 (p=0,042). Pri kognitivnem upadu smo opazili še povezavo med višjim izražanjem miR-146a-5p v CSF in nižjimi vrednostmi na kognitivnem testu (p=0,039). Zaključek: V raziskavi smo potrdili, da bi nekateri preučevani geni, povezani z tveganjem za pojav AB, lahko služili kot biološki označevalci BKM in AB. Prav tako smo genetsko variabilnost teh genov povezali z nivojem posameznih bioloških označevalcev v CSF. Hipotezo, da lahko miRNA služijo kot biološki označevalci AB in BKM smo deloma ovrgli, saj razlik v izražanju med AB in BKM nismo opazili. Po drugi strani pa je bilo izražanje tarčnih miRNA povezano z biološkimi označevalci v CSF. Prav tako smo deloma potrdili hipotezo, da so miRNA v zunajceličnih veziklih boljši biološki označevalec BKM in AB kot proste miRNA. Pokazali smo pomemben vpliv molekularnih mehanizmov, predvsem vnetja in oksidativnega stresa, na pojav kognitivnega upada, zato naši rezultati predstavljajo izhodišče za nadaljnje delo na področju identifikacije bioloških dejavnikov za manj invazivno diagnostiko AB in BKM.20232023-12-17 07:16:01Doktorsko delo/naloga153093sl