Genetik, Epigenetik, Bağırsak Mikrobiyotası ve Astım Arasındaki İlişki


Tuğba Cici-İstanbul Teknik Üniversitesi

Astım hastalığı dünya genelinde en sık görülen kronik solunum yolları hastalıklarından biridir ve genetik, epigenetik ve çevresel faktörlerin etkileşimi ile oluşan multifaktöriyel bir hastalıktır. Dünya sağlık örgütünün verilerine göre dünya üzerinde yaklaşık olarak 235 milyon astım hastası bulunmaktadır ve özellikle de çocukluk çağında en sık görülen kronik bir hastalıktır. Astım hastalığının prevalansının hem gelişmiş hem de gelişmekte olan ülkelerde artış göstermeye devam etmektedir.

Astım hastalığı inflamasyon ve hava yollarında daralma ile karakterizedir. Çevresel faktörlere maruziyet astım hastalığının gelişiminde rol oynayarak epigenetik değişikliklere yol açabilmektedir. İnflamasyon birçok hastalığın temel nedenlerinden biridir.


Epigenetik terimi ilk olarak 1950’lerde Conrad Waddington tarafından kullanılmaya başlanmıştır. Yunancada “epi” eki; üstünde, ötesinde anlamında kullanılmaktadır. Yani epigenetik terimi “genler üstü genetik” anlamına gelmektedir. Epigenetik gen ifadesindeki değişiklikleri incelemektedir. Epigenetik karakter, DNA sekansını değiştirmeden kromozom üzerinde değişimlere yol açmaktadır. Epigenetik değişimler beslenme gibi faktörler değişime uğrayabilmekte ve gen ekspresyonunu direkt olarak etkileyerek astım, obezite, Tip 2 diabetes mellitus ve diğer birçok immün sistem ilişkili hastalıkların patogenezini etkileyebilmektedir. Beslenme doğumdan itibaren hatta fetal dönemden itibaren sağlık üzerinde önemli bir role sahiptir. Besinler gen ekspresyonunda rol oynayan çeşitli epigenetik mekanizmaları etkilediği bilinmektedir. Beslenme programının kişinin genetiğine ve medikal durumuna göre düzenlenmesi büyük önem taşımaktadır. Kanda ve solunum yolları epitelyumunda yer alan çeşitli epigenetik belirteçlerin astım hastalığı ile ilişkili olduğu çeşitli bilimsel araştırmalarda bildirilmiştir. DNA metilasyonu da astım hastalığında rol oynayan önemli bir biyobelirteçtir. DNA metilasyonu güçlü bir epigenetik belirtecidir. Epigenetik modifikasyonlarda rol oynayan çeşitli moleküler mekanizmalar vardır. DNA metilasyonu dışında posttranskripsiyonel histon modifikasyonları ve non-coding RNA’lar.



Bazı genlerin astım hastalığının şiddetini doğrudan etkilediğini gösteren bilimsel araştırmalar mevcuttur. Bilimsel araştırmalar astım ile ilişkili yaklaşık olarak yüz farklı gen tanımlamıştır ve astım ile ilişkili genlerin sayısı artış göstermeye devam etmektedir. Astım ile ilgili olan genler üç kategoride toplanmaktadır: immün sistem fonksiyonu üzerine ilişkili genler, mukozal biyoloji/mukozal fonksiyon ile ilişkili genler ve akciğer fonksiyonu ile hastalık ekspresyonu üzerine ilişkili genler.


Bağırsak mikrobiyotasının immün sistem fonksiyonunu regüle ederek astım hastalığının gelişmesini önlediği ve astım hastalığı olan kişilerde mikrobiyal tedavi uygulanmasının yararlı olduğunu bildiren bilimsel araştırmalar mevcuttur. Bağırsak mikrobiyatında faydalı ve zararlı mikroorganizmalar belirli bir denge halinde yaşamaktadır. Bağırsak ekosistemindeki dengenin bozulması immün sistem başta olmak üzere birçok sistem üzerinde olumsuz etkilere yol açarak astım, diyabet, kanser, Alzheimer hastalığı, otizm spektrum bozukluğu ve kardiyovasküler hastalıklar gibi çok sayıda hastalığın görülme riskini arttırdığı bilinmektedir. Bu nedenle hem astım hastalığında hem de diğer kronik hastalıklarda efektif sonuçlar alabilmek için mikrobiyal tedavilere önem verilmelidir. Bağırsak mikrobiyotası ve astım arasında ilişki göstren çok sayıda bilimsel araştırma olamsına rağmen bağırsak mikrobiyotasındaki ekosistemindeki çeşitli mikroorganizmaların indüklediği veya modüle ettiği inflamatuar cevapları aydınlatan mekanistik araştırmalara ihtiyaç vardır. Mukozal immünoregülatör yanıtları modüle eden spesifik bakteri suşların keşfedilmesinin astım hastalığının tedavisinde yeni bir yaklaşım getireceği beklenmektedir.


Sonuç olarak astım hastalığının patofizyolojisini ve etiyololojisini incelediğimizde genetik, epigenetik ve bağırsak mikrobiyotası kompozisyonunun önemli role sahip olduğunu görmekteyiz. Astım hastalığının gelişiminde genetik faktörler ile çevresel faktörlerin etkileşimi önemli bir etkiye sahiptir. Astım hastalığının gelişiminde çevresel faktörler büyük rol oynamaktadır. Bu faktörlerden biri de erken yaşta mikrobiyal çeşitliliğin fazla olduğu çevrede bulunmaktır. Yapılan bir araştırmada okul çağındaki çocukların mikrobiyal zenginliğin fazla olduğu bir çevrede olmasının astım prevalansını ciddi düzeyde azalttığı bildirilmiştir. Mikrobiyal çevre dışında sigara kullanımı, hava kirliliği ve hatalı beslenmenin astım hastalığının gelişiminde önemli rolleri olduğu bildirilmiştir. Astım hastalığı ile ilişkili gen varyantlarının epigenetik regülasyonlarda rol oynadığı bilinmektedir. Bunların dışında bağırsak mikrobiyotasındaki mikrobiyal dengenin bozulmasının astım hastalığı ile ilişkili olduğunu gösteren araştırmaların sayısı artış göstermeye devam etmektedir. Astım hastalığının tedavisinde etkili sonuçlar alabilmek için integratif multiomik analizlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu analizler sayesinde astım hastalığının gelişimi üzerine daha derin bilgiler elde edilmiş olunacak ve efektif tedavi seçenekleri sunulabilecektir. Bağırsak mikrobiyotası kompozisyonu da her kişide farklıdır. Bu nedenle bağırsak mikrobiyotasındaki bozulmuş denge tekrar normal haline getirilirken kişinin bağırsak mikrobiyotası detaylı analiz edilerek kişiye uygun mikrobiyal tedavinin sağlanması önemlidir. Beslenme, astım hastalığında hem epigenetik mekanizmalar hem de bağırsak mikrobiyotası üzerinde önemli etkilere sahiptir. Bu nedenle hem hastaların hem hastalıklardan korunmak isteyen kişilerin genetiklerine ve medikal durumlarına uygun beslenmeleri büyük önem taşımaktadır.






Kaynakçalar

1. DeVries, A., & Vercelli, D. (2016). Epigenetic Mechanisms in Asthma. Annals of the American Thoracic Society, 13 Suppl 1(Suppl 1), S48–S50.

2. Thomsen S. F. (2015). Genetics of asthma: an introduction for the clinician. European clinical respiratory journal, 2, 10.3402/ecrj.v2.24643.

3. Bijanzadeh, M., Mahesh, P. A., & Ramachandra, N. B. (2011). An understanding of the genetic basis of asthma. The Indian journal of medical research, 134(2), 149–161.

4. Frati, F., Salvatori, C., Incorvaia, C., Bellucci, A., Di Cara, G., Marcucci, F., & Esposito, S. (2018). The Role of the Microbiome in Asthma: The Gut⁻Lung Axis. International journal of molecular sciences, 20(1), 123.

5. Sokolowska, M., Frei, R., Lunjani, N., Akdis, C. A., & O'Mahony, L. (2018). Microbiome and asthma. Asthma research and practice, 4, 1.

6. Moosavi, A., & Motevalizadeh Ardekani, A. (2016). Role of Epigenetics in Biology and Human Diseases. Iranian biomedical journal, 20(5), 246–258.

7. Montrose, L., Ward, T. J., Semmens, E. O., Cho, Y. H., Brown, B., & Noonan, C. W. (2017). Dietary intake is associated with respiratory health outcomes and DNA methylation in children with asthma. Allergy, asthma, and clinical immunology: official journal of the Canadian Society of Allergy and Clinical Immunology, 13, 12.

8. Yang, I. V., & Schwartz, D. A. (2012). Epigenetic mechanisms and the development of asthma. The Journal of allergy and clinical immunology, 130(6), 1243–1255.

9. Salam, M. T., Zhang, Y., & Begum, K. (2012). Epigenetics and childhood asthma: current evidence and future research directions. Epigenomics, 4(4), 415–429.

10. Yang, I. V., Lozupone, C. A., & Schwartz, D. A. (2017). The environment, epigenome, and asthma. The Journal of allergy and clinical immunology, 140(1), 14–23.

135 görüntüleme

Türkiye'nin Tek Popüler Genetik Bilim Dergisi

Bezelye Dergi ISSN: 2587-0173

Bizi Takip Et
  • Beyaz Facebook Simge
  • Beyaz Instagram Simge
  • White Twitter Icon
  • Icon-gmail
  • kisspng-white-logo-brand-pattern-three-d
  • images
  • medium
  • Dergilik
  • YouTube

© 2019 by Bezelye Dergi