The possible role of microRNA-559 and its target molecules in pathogenesis of psoriasis in Egyptian patients /
/ الدور المحتمل للحمض النووي الريبوزي متناهي الصغر- 559 و جزيئاته المستهدفة في تطور مرض الصدفية لدى المرضى المصريين
by Rana Riad Aldabbas ; Supervised by Prof. Dr. Manal F . Ismail , Prof. Dr. Olfat G. Shaker , Prof. Dr. Nevine Fathy.
- 95 pages : illustrations ; 25 cm. + CD.
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2023.
Bibliography: pages 71-95.
Psoriasis is a persistent, inflammatory, autoimmune skin disorder which can be elicited by genetic and environmental factors. Several microRNAs (miRNAs) that are abnormally expressed in psoriasis have emerged as an interesting candidate in psoriasis pathogenesis. However, the expression profile and function of miRNA-559, and its direct target Metadherin (MTDH), in psoriasis need to be further illuminated. This study intended to assess miRNA-559 and MTDH levels in skin and sera of psoriatic patients, and to investigate their clinical significance in an attempt for developing novel distinct tools for early diagnosis of psoriasis. Moreover, this study aimed at exploring participation of miRNA-559 in regulating MTDH/PTEN/AKT pathway in psoriasis. Expression levels of miRNA-559, AKT, FOXO1 and PTEN were measured by real time qRT-PCR, whereas MTDH and p27 levels were assessed by ELISA in lesional, non-lesional tissues and serum of 20 psoriatic patients and 20 matching controls. Correlation study was conducted between different parameters. The diagnostic performance of miRNA-559 and MTDH in psoriasis was estimated by Receiver-operating-characteristic (ROC) curve analysis. Expression of miRNA-559 in psoriatic patients was significantly downregulated in both lesional tissues and serum as compared to controls. Conversely, MTDH protein level showed significant increase in both tissues and serum of psoriatic patients, and was inversely correlated with miRNA-559 level. Meanwhile, levels of PTEN, AKT, and FOXO1 were dramatically changed in psoriatic patients compared to controls. Furthermore, serum miRNA-559 and MTDH displayed comparable diagnostic accuracy in discriminating psoriatic patients from controls. Yet, miRNA-559 demonstrated superior diagnostic performance than MTDH in psoriasis diagnosis. Together, the current findings provide the first suggestion of a new mechanism by which downregulation of miRNA-559 might induce proliferation in psoriasis through modulating PTEN/AKT/FOXO1 pathway by positive regulation of MTDH. Thus, miRNA-559 and MTDH might be proposed as promising diagnostic biomarkers of psoriasis. يعد مرض الصدفية من أمراض التهاب الجلد الأكثر شيوعاً والذي ينتمي لمجموعة أمراض المناعة الذاتية, حيث تلعب العوامل البيئية والوراثية دوراً هاماً في حدوثه. كما تتصف البؤر المرضية الجلدية في الصدفية بالتضاعف المفرط والتمايز غير الطبيعي للخلايا الكيراتينية بالإضافة إلى ارتشاح الخلايا الالتهابية إلى داخل البشرة, إلا أن الآليات الكامنة والمنظمة لهذه التأثيرات الجلدية والأسباب المؤدية إلى التضاعف المفرط والخلل في الموت المبرمج للخلايا الكيراتينية مازالت غير واضحة. يعد مسار الإشارة PI3K/AKT/FOXO ضرورياً لتنظيم عملية التضاعف الخلوي للخلايا الكيراتينية في جسم الإنسان, فهو يعزز بقاء الخلية عن طريق فسفرة وتثبيط عامل الانتساخ (FOXO) الذي يؤثر فيما بعد على عملية التضاعف الخلوي بواسطة تعطيل مثبطات دورة الخلية (P27 و P21). يتم تثبيط فعالية مسار الإشارة PI3K/AKT بواسطة PTEN الذي يعد عاملاً هاماً مثبطاً للورم, حيث أنه يقوم بتثبيط التضاعف وتحفيز عملية الموت المبرمج للخلايا. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن PTEN من الممكن أن يساهم في التضاعف المفرط للخلايا الكيراتينية المرتبط بحدوث مرض الصدفية, إلا أن دوره لايزال قيد الدراسة. وقد برز دور MTDH كعامل هام مسبب للورم في أنماط متعددة من السرطانات البشرية بما فيها الورم الأرومي العصبي الحسي (Neuroblastoma), سرطان الثدي وسرطان البروستاتا, كما أنه يلعب دوراً هاماً في تنشيط مجموعة من مسارات الإشارة مثل (PI3K/AKT, NF-κB, Wnt/ β-catenin and MAPK) والتي تساهم في تكاثر الخلايا السرطانية, انتقال الخلايا السرطانية من مكان إلى آخر, تكوين أوعية دموية جديدة بالإضافة إلى مقاومة العلاج الكيميائي. وقد أظهرت بعض الدراسات وجود ارتباط بين MTDH/AEG1 وحدوث بعض الاستجابات الالتهابية والمناعية, لذا سيكون من المفيد مواصلة البحث عن أهمية MTDH في الأمراض المناعية, حيث أن دوره في مرض الصدفية لم يتضح بعد. يعد تنظيم التعبير الجيني بواسطة miRNA عملية هامة في التحكم فوق الجيني, حيث يُعتقد بأنها تسهم في حدوث مرض الصدفية. وعلى الرغم من أن العديد من جزيئات miRNAs قد تم دراستها في الصدفية, إلا أن التعبير عن miRNA-559 ودوره البيولوجي في حدوث مرض الصدفية وخاصةً في التضاعف غير الطبيعي للخلايا الكيراتينية, يحتاج لمزيد من الدراسة. وبالتالي فقد كان الهدف من الدراسة الحالية هو قياس مستويات miRNA-559 وMTDH في الجلد ومصل الدم لدى مرضى الصدفية وتقييم أدوارهم السريرية في محاولة إيجاد وسائل حديثة للتشخيص المبكر لمرض الصدفية. إضافةً إلى ذلك, فقد هدفت هذه الدراسة إلى تحديد دور miRNA-559 في تنظيم مسار الإشارة MTDH/PTEN/AKT في مرض الصدفية. اشتملت هذه الدراسة على عشرين من المرضى الذين يعانون من الصدفية وعشرين من الأصحاء ظاهرياً و يمثلون المجموعة الضابطة, حيث خضع جميع المرضى لأخذ التاريخ المرضي والتقييم السريري وذلك من أجل تحديد مدى انتشار الصدفية وقياس حدتها. إضافةً إلى ذلك, فقد تم أخذ عينات أنسجة جلدية وعينات مصلية من جميع المشاركين في الدراسة, حيث تم تحديد مستويات التعبير الجيني لكلٍ من miRNA-559, AKT, FOXO1 و PTEN باستخدام تقنية تفاعل البلمرة المتسلسل الكمي (qRT-PCR) بينما تم قياس مستويات MTDH و p27 باستخدام تقنية ELISA. وقد وجِد أن مستويات التعبير الجيني لـ miRNA-559 كانت منخفضة انخفاضاً ذا دلالة إحصائية في كلٍ من البؤر المرضية الجلدية والمصل لدى مرضى الصدفية مقارنةً بالمجموعة الضابطة وذلك بمقدار 3.36 و 2.21 ضعفاً, على التوالي. وعلى العكس, فقد أظهرت مستويات البروتين MTDH ارتفاعاً ذا دلالة إحصائية في كلٍ من الأنسجة والمصل لدى مرضى الصدفية. علاوةً على ذلك, فقد كانت المستويات المصلية لبروتين MTDH مرتبطة ارتباطاً إيجابياً مع BPSS وارتباطاً سلبياً مع مستويات miRNA-559. في الوقت نفسه, فإن مستويات التعبير الجيني لـ AKT في البؤر المرضية الجلدية قد أظهرت ارتفاعاً ذا دلالة إحصائية بمقدار 5.014 ضعفاً مقارنةً بمستوياته في المناطق المجاورة للبؤر المرضية من جلد المرضى ومستوياته في جلد المجموعة الضابطة. إضافةً إلى ذلك, فإن المستويات المصلية لـ AKT قد أظهرت ولأول مرة ارتفاعاً هاماً بمقدار 2.7 ضعفاً لدى مرضى الصدفية مقارنةً بالمجموعة الضابطة. كما أظهرت مستويات التعبير عن FOXO1 انخفاضاً ذا دلالة إحصائية في كلٍ من البؤر المرضية الجلدية والمناطق المجاورة لها مقارنةً بالمجموعة الضابطة وذلك بمقدار 0.04 و0.12 ضعفاً, على التوالي. وقد أظهرت مستويات التعبير عن PTEN انخفاضاً ذا دلالة إحصائية بمقدار 0.32 ضعفاً وذلك في البؤر المرضية الجلدية الصدفية مقارنةً بالجلد السليم. علاوةً على ذلك, فإن مستويات البروتين p27 لم تظهر أي اختلاف يُذكر في كلٍ من الجلد والمصل بين مرضى الصدفية والمجموعة الضابطة.