Akademik Veri Yönetim Sistemi
Balci M. C. (Yürütücü), Gökçay G. F., Atalar F.
TÜSEB A3 Grubu Doktora/Tıpta Uzmanlık Öğrencilerine Yönelik Destek Programı, 2025 - 2026
Kalıtsal metabolik hastalıklar, popülasyon içerisinde insidansları düşük olan ve hücresel ve/veya sistemik düzeyde metabolik yolakların olumsuz etkilenmesi ile açığa çıkan nadir hastalıklardır. Bu hastalıklar, genellikle otozomal resesif kalıtım motiflerine sahiptirler ve bazıları yenidoğanda klinik bulgular sunmaktadırlar. Kalıtsal metabolik hastalıklar, hücresel ve/veya sistemik etkilerine göre farklı alt gruplara ayrılabilirler. Bu alt gruplardan bir tanesi, hücre organellerinden biri olan ve hücre içi makromolekülerin yıkımı işlevinden sorumlu olan lizozomlarda, herhangi bir protein/kompleks hasarına bağlı olarak kompleks moleküllerin sentez, veya yıkımında gerçekleşen fonksiyon kaybı sonrası hücre içi makromolekül akümülasyonu ile açığa çıkan lizozomal depo hastalıklarıdır (LDH). LDH; Gaucher hastalığı, Fabry hastalığı, Niemann-Pick hastalığı, lizozomal asit lipaz eksikliği, Pompe hastalığı, metakromatik lökodistrofi, mannosidoz ve Krabbe hastalığı gibi fenotipik ve moleküler olarak birbirlerinden farklı ancak en genelde lizozomların etkilendiği hastalıkları tanımlamaktadır.
Kalıtsal metabolik hastalıklar, genellikle Mendel kalıtımı prensipleriyle açıklanabilecek hastalıklardır ve tek genle ilişkili olabilmektedirler. Bu durum, genetik bir varyasyon nedeniyle metabolik yolaklarda görevli ve fonksiyonu etkilenen bir proteinin ve/veya görev aldığı yolaktaki nihai ürünlerin temini ile hastalıkların tedavi edilebilmesini mümkün kılmaktadır. Bu nedenle, kalıtsal metabolik hastalıkların erken evrelerde teşhisi, hasta sağkalımı ve yaşam kalitesinin arttırılması açılarından kritik derecede önem arz eder. Hastalıkların fenotipik özelliklerinin belirlenmesine ve rutin biyokimyasal parametrelere ek olarak özellikle enzimatik fonksiyon gösteren proteinlerin final ürünleri üzerinden analitik yöntemlerle fonksiyonlarının belirlenmesi, hastalıkların kesin tanısı için klinikte takip edilen rutin algoritmalardandır. Ancak kalıtsal metabolik hastalıklar grubu içerisinde fenotipik ve analitik özelliklerin eşleşebilmesi, hastaya doğru ve kesin tanının konulmasındaki en önemli engellerdendir. Bu durum, bu hastalıkların tanısında moleküler tanıyı zorunlu kılmaktadır.
Moleküler tanı, bir hastalıkla ilişkili gen ya da genlerin taranması ile ilgili gen(ler)den kodlanan proteinlerin fonksiyonuna etki edebilecek varyantların tespitine yönelik stratejileri barındırır. Bu nedenle, özellikle yenidoğandaki hastalıkların erken, doğru ve kesin tanısı için sıkça tercih edilir. LDH gibi kalıtsal metabolik hastalıklarda, klinik ve analitik bulgulara ek olarak moleküler tanılama tercih edilen yaklaşımlardandır. Bu bakımdan, farklı ülkeler, toplumları içerisinde görülme frekansına bağlı olarak, farklı hastalıklar için yenidoğanda tarama programı uygulamaktadırlar. Moleküler tanıda en sık tercih edilen teknolojiler, ikinci nesil dizileme olarak adlandırılan platformlardır. Bu platformlar, eş zamanlı olarak birçok örneği ve hedef bölgeyi tarayabilme kapasitelerine sahip sistemlerdir. Ancak bu sistemler, özellikle altyapı maliyetleri ile ulaşılabilirlik, örnek başına tarama maliyeti, maliyet düşürmek adına hasta örneklerinin biriktirilerek çalışılması ve bu nedenle tanıda gecikme ve uzman çalışan gerektirmeleri gibi birtakım dezavantajlara sahiptirler. Yakın zamanda, bu dezavantajları aşabilecek ve üçüncü nesil dizileme platformları olarak adlandırılan yeni teknolojiler geliştirilebilmiştir. Bu teknolojiler içerisinde Oxford Nanopore, düşük altyapı ve örnek başına tarama maliyeti, iş yükü ve süre açısından ön plana çıkmaktadır. Ancak bu sistemle, klinikte insan genetiğine dair çalışmaların az olduğu görülmektedir.
Çalışma grubumuz, İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri-ADEP desteğiyle devam ettirdiği çalışmada, farklı kalıtsal metabolik hastalıkların tespitine yönelik Oxford Nanopore sistemine özgü gen panellerinin geliştirilmesini hedeflemiştir. Bu proje sayesinde, Oxford Nanopore sistemine yönelik elde ettiği ıslak laboratuvar ve informatik tecrübeleri ile bu yeni sistemi laboratuvarlarımızda başarılı bir şekilde çalıştırmaktayız. Grubumuz, sunulan bu çalışmada, gen panelleri geliştirilmekte olan farklı gruplardaki kalıtsal metabolik hastalıklara ek olarak, tedavi edilebilir LDH’ların moleküler tanısına yönelik gen paneli geliştirmeyi ve klinik olarak valide etmeyi amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda, ilgili hastalıklarla ilişkili genlerin patojenik varyant içeren/içerebilecek bölgelerini amplifiye edebilecek primer setleri dizayn ve optimize edilecektir. Daha sonra, Oxford Nanopore platformu ile referans insan genomu ile optimize edilecek panel, gerçek hasta örnekleri ile valide edilecektir. LDH’a yönelik Oxford Nanopore temelli bir gen paneli çalışması literatürde yoktur ve gen paneli piyasada mevcut değildir; bu nedenle, sunulan çalışma bir ilk olma özelliği taşımaktadır. Projenin başarı ile sonuçlandırılması halinde i) LDH’ın moleküler tanısı için yeni ve özgün bir gen paneli açığa çıkartılacaktır, ii) Oxford Nanopore’a özgü bu panel sayesinde LDH’da moleküler tanılama, ulaşılabilir, hızlı ve ucuz olabilecektir, iii) Bu sayede, bu hastalık grubu için ulusal yenidoğan tarama programlarına öncü olunacaktır ve iv) Böylece hasta sağkalım ve yaşam kalitesi iyileştirilebilecektir ve kesin olmayan tanı nedeniyle açığa çıkan sağlık harcamaları ve ailelerin endişeleri azaltılabilecektir