Characterization of innate and adaptive immune responses of two rare primary immune deficiencies: CTPS1 and CD55

Immün sistemde kalıtsal olarak bulunan mutasyonların sonucunda ortaya çıkan hastalıklar, Primer İmmün Yetmezlik (PİY) olarak bilinmektedir. Yaklaşık 350'den fazla PİY tespit edilmiş olmasına rağmen, her geçen gün yeni PİY vakaları tanımlanarak bu liste büyümektedir. PİY'ler, immün sistemi etkiledikleri alanlara göre iki farklı kategoriye ayrılır: Doğal ve edinsel bağışıklık immün yetmezlikleri. Bundan dolayı, her bir immün yetmezlik çeşidinin semptomları birbirinden farklıdır. Bunu göz önünde bulundurarak, PİY üzerine yapılan çalışmalar, immün sistemin nasıl çalıştığını göstermede önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada, iki adet nadir görülen monogenik eksikliğin immün yanıtlarını araştırdık. CTPS1 eksikliği edinsel bağışıklık yetmezliklerinin, CD55 eksikliği ise doğuştan gelen immün yetmezliklerinin en yeni örneklerindendir. CTPS1, sitidin trifosfat (CTP) de novo üretimin yolağında yer alan enzimlerden biridir ve eksikliği lenfositlerin çoğalmasını etkilediği bilinen bir PIY'dir. Fakat, bu hastalığın diğer immün parametreleri nasıl etkilediği hâlâ tam olarak bilinmemektedir. Hastaların viral enfeksiyona yatkınlığı sebebiyle, ilk olarak hastadan izole edilen sitotoksik T-hücrelerin STAT1 fosforlanma seviyelerini ve etkinleşme yüzey belirteç miktarını akan hücre ölçer ile tespit ettik. STAT1 fosforlanma düzeyi sağlıklı bireylerle aynı düzeyde seyretse de sitotoksik hücrelerin yüzeyinde ifade edilen etkinleşme belirteçlerinin hastada arttığını bulduk. Bunun üzerine, CD4+ T-hücrelerinin farklılaşmasında önemli rol oynayan sitokinlerin etkisini araştırdık. CD4+ T-hücrelerinin sağlıklı bireylere oranla daha düşük düzeyde STAT3 ve STAT5 fosforlanması gerçekleştirebildiğini tespit ettik. Sonrasında, yardımcı T-hücrelerinden üretilen sitokin seviyelerini inceledik. Sonuçlar, IL-17a ve IL-10 sitokinlerinin seviyelerinin de sağlıklılara kıyasla azalmış, Th1 ve Th2 yanıtlarının ise benzer seviyelerde olduğunu göstermiştir. Ayrıca, TLR3, TLR7 ve TLR9 almaçları uyarıldıklarında CTPS1 periferik mononükleer hücreleri (PMBCs) tarafından üretilen IFN-gamma yanıtlarının sağlıklılara göre benzer seviyede olduğunu bulduk. Bunun yanı sıra, hasta PBMC'lerinin TLR7 ve IFI16-STING yolakları uyarıldığında, tip iki IFN yanıtlarının az miktarda azaldığını elde ettik. Bu yolakların uyarımı sonucunda üretilen IL-12 yanıtlarının normal seviyelerde olduğunu bulduk. Bu sonuçlar bize, azalmış IFN-gamma yanıtlarının doğal bağışıklık sisteminin düzgün fonksiyon gösterememesinden ya da anormal APC yanıtlarından kaynaklanmadığını göstermiş oldu. Beklenmedik şekilde, hastanın PBMC'lerinde yüksek miktarda granüllü hücrelerin bulunduğunu gözlemleyince, akan hücre ölçer ile yaptığımız incelemeler bu hücrelerin CD14- CD15+ ifade eden düşük yoğunluklu granülositler olduğunu belirledik. Bu bulgu bizi, hastanın nötrofillerinin NETotik eğilimlerini araştırmaya itti. Mikroskopik ve spektroflorometrik incelemeler bize CTPS1 eksikliği bulunan hasta nötrofilerinin spontan NETosiz gerçekleştirdiğini gösterdi. Bu tezin ikinci kısmında, CD55 eksikliği bulunan hastaların PBMC'leri üzerine çalışmalar yaptık. CD55, kompleman yolağında bulunan bir düzenleyici proteindir. Bu protein, klasik ve alternatif kompleman yolaklarında bulunan C3 Konvertaz'ın etkinliğini düzenlemektedir. Bunun doğal sonucu olarak, CD55 eksikliği bulunan hastalarda anormal düzeyde kompleman etkinleşmesi gerçekleşmektedir. Bununla beraber, hastalarda şiddetli karın iltihabı, sık enfeksiyonlar ve besin kaybı sonucu gerçekleşen yetersiz beslenme ve büyüme bozukluğu görülmektedir. Hastalardaki yüksek miktarda seyreden C5a aktif protein seviyelerinin azaltılması amacıyla, Eculizumab adlı ilaç hastalara verilmeye başlanmıştır. Bu nedenle bu çalışmamızda, CD55 eksikliğinin PRR-kompleman çapraz konuşması ve tekrarlayan enfeksiyonlar üzerindeki etkisini araştırmayı amaçladık. Bununla beraber, Eculizumab terapisinin immün sistemin üzerine olan etkisini de araştırdık. Dört hastanın PBCM'leri tek doz Eculizumab i) terapisi öncesi (BT) ve ii) terapisi sonrası (AT) izole edildi. BT PBMC'leri, endozomal TLR (TLR3, TLR7 ve TLR9) ve hücre içi nükleik asit sensör (STING, DAI, RIG-I & MAVS) yolakları uyarıldığında, sağlıklılara oranla anlamlı derecede düşük seviyelerde IFN-alfa ve IP-10 üretirlerken, Eculizumab terapisinin, doğal bağışıklık yanıtlarındaki bozukluğu geri döndürmeye yeterli olmadığını bulduk. Aynı almaçlar uyarılıp BT ve AT PBMC'lerinden üretilen TNF-alfa, ve IL-6 sitokin miktarları da tayin edildi. Sonuçlar bize sadece IL-6 sitokininin sağlıklılarla karşılaştırıldığında anlamlı derecede düşük seviyelerde üretildiğini gösterdi. CD55 eksikliği bulunan hastalarının hücre dışı keseciklerinin (EVs), immün sistem üzerine etkisini Eculizumab terapisi öncesinde ve sonrasında inceledik. Sonuçlar bize, AT EV'lerinin, CD55 hastalarının PBMC'leri ile beraber bekletilmesi sonucunda, BT EV'lere oranla daha düşük seviyede TNF-alfa, IL-1alfa and IFN-alfa ürettirdiklerini gösterdi. Aynı zamanda AT EV'lerinin PBMC'lerden üretilen IL-10 miktarını artırdığını de tespit ettik. Son olarak, BT ve AT EV'leri, sağlıklı bireylerden izole edilen PBMC'lerle inkübe edildiğinde, BT EV'lerin, PBMC'lere daha fazla IP-10 salgılattığını tespit ettik. Bütün bu sonuçlar birlikte ele alındığında, EV'lerin, PIY'lerin hastalık sürecine katkıda bulunabileceğini önermektedir.