Bu makale, diyabetik retinopati için yeni bir tanı aracı olarak gözyaşlarından miR-15a'nın toplanması ve tespiti protokolünü açıklamaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu makale, diyabetik retinopati için yeni bir tanı aracı olarak gözyaşlarından miR-15a'nın toplanması ve tespiti protokolünü açıklamaktadır.
Diyabetik retinopati (DR), diyabetin önemli bir komplikasyonudur ve diyabetli nüfusun önemli bir yüzdesini etkiler. Erken tanı ve müdahale, geri dönüşü olmayan görme kaybını önlemek için kritik öneme sahiptir. Mevcut tanı yöntemleri etkili olsa da sınırlamalar barındırmaktadır. miRNA, hedef mRNA'ların 3'-çevrilmemiş bölgelerine (3'-UTR) bağlanarak mRNA'nın stabilitesini ve/veya translasyonunu engelleyen küçük, kodlamayan bir RNA olup, giderek diyabetle anlamlı ilişkili olduğu ve gözyaşlarından elde edilebilen bir şekilde kabul edilmektedir. Bu çalışma, gözyaşı sıvısından kaynaklanan ekzozomal miR-15a'nın DR için yeni bir tanısal belirteç olarak potansiyelini araştırdı. Gözyaşı örnekleri 135 diyabetik hastadan (36'sı diyabetik retinopati [DR] ve 50'si DR olmadan) ve 49 sağlıklı kontrol ünitesinden alındı. Ekzozomlar izole edildi ve ekzozomal miR-15a'nın ifade seviyeleri damlacık dijital PCR (ddPCR) kullanılarak ölçüldü. Sonuçlar, diyabetli ve DR hastalarda ekzozomal miR-15a ekspresyonunun sağlıklı bireylere kıyasla değiştiğini gösterdi. Bu bulgular, gözyaşı sıvısından elde edilen ekzozomal miR-15a'nın diyabetin ve komplikasyonlarının altında yatan moleküler mekanizmalarda rol oynayabileceğini göstermektedir. Ayrıca, diyabetik retinopati için invaziv olmayan ve güvenilir bir tanı biyobelirteç olarak yüksek hassasiyet ve özgüllük sunma potansiyeline sahiptir.
Diyabetik retinopati (DR), diyabetin en belirgin mikrovasküler komplikasyonlarından biridir ve dünya çapında milyonlarca insanın görüşünü tehdit etmektedir. IDP Atlas 2019'un nüfus verilerinden DR'nin küresel yaygınlığı, tüm diyabet nüfusunun %22,7'si olarak tahmin edilmiş, özellikle gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde yeni vaka sayısı sürekliartmaktadır 1. Klinik olarak, DR erken evre DR veya proliferatif olmayan diyabetik retinopati (NPDR), geç evre DR veya proliferatif diyabetik retinopati (PDR) ve makula ödemi varlığı ile karakterize edilir. Artan damar geçirgenliği ve kapiller tıkanıklık, NPDR'de görülen iki yaygın patolojik değişimdir ve PDR 2,3 durumunda iris, makula, optik disk veya retinada anormal neovaskülerleşme gözlemlenir. PDR'ye ilerlemek, potansiyel olarak vitreus kanaması ve retina ayrılmasına yol açabilir ve önemli görmebozukluklarına yol açabilir 3. Tüm durumlarda, patolojik değişiklikler eğitimli oftalmologlar tarafından fundoskopi veya fundus fotoğraf muayenesi yoluyla tespitedilebilir 4. Standart fundus fotoğrafçılığı yöntemi kullanılarak, diyabetik retinopati %78-96 hassasiyet ve %86-%97 özbaşlılıkla tespit edilebilir5. Ancak bu yöntem retinada hasar oluştuğunda tespit edilir. Klinik olarak görülebilir retina belirtileri başlamadan önce DR'nin erken tespit edilmesine yönelik bir ihtiyaç vardır; örneğin blot retina kanamaları, mikroanevrizmalar, eksüdatlar ve yeni damar proliferasyonu.
Moleküler araçların ilerlemesi, kanser ve kardiyovasküler hastalıklar dahil olmak üzere çeşitli hastalıklar için potansiyel bir tanı aracı olarak ekzozomlarınkeşfedilmesine yol açtı 6,7. Ekzozomlar, hücrelerin çoğunun ekstraselüler vezikül (EV) alanına salgıladığı lipid çift katmanlı zarla bağlanan nano boyutlu parçacıklardır. Bu ekzosomlar kan, gözyaşı, tükürük ve idrar gibi biyosıvılarla taşınabilir, böylece invaziv olmayan veya minimal invaziv tanı işlemleri için kolayca erişilebilirolurlar8. Proteinler, lipidler ve nükleik asitler gibi çeşitli köken hücre belirteçleri taşırlar. Özellikle ilgi çekici olan, EV'lerde taşınan küçük, kodlamayan RNA'lardır. Bu RNA'lar proteinler için kodlanmamış olsa da, gen düzenlemesinde önemli roller oynar ve pankreas β hücreleri dahil olmak üzere birçok fizyolojik ve patolojik süreçte rol oynamıştır; bu hücrelerdiyabetin gelişiminde son derece önemlidir 9,10.
Özellikle, miR-15a'nın diyabet gelişimiyle güçlü bir ilişkisi olduğu gösterilmiştir; özellikle insülin üretiminin düzenlenmesi ve pankreas beta hücre fonksiyonları11. Grubumuz yakın zamanda miR-15a'nın diyabetik retinopati plazmasında değiştiğini göstermiştir. Ayrıca, miR-15a'nın pankreas beta hücreleri tarafından salgılandığı ve kan dolaşımıyla retina12'ye ulaştığı da gösterilmiştir. Gözyaşı sıvısı, gözden kolayca alınabilen, invaziv olmayan ve maliyet etkin bir şekilde kolayca elde edilebilen bir sıvıolarak kabul edilir 13. Çeşitli proteinler, lipidler, elektrolitler ve diğer moleküllerin karışımını içerir; bu karışım, göz yüzeyi ve çevresindeki dokuların, retina14 dahil olmak üzere fizyolojik durumunu yansıtır. Gözyaşı sıvısında, serum ve sulu humorçözeltisi 15,16'ya göre daha fazla miRNA tespit edilmiştir. Gözyaşı bileşimi, diyabet17 dahil olmak üzere çeşitli sistemik durumlara yanıt olarak değişir. Aslında, gözyaşı sıvısı analizinin multipl skleroz ve meme kanseri gibi göz ile ilişkili olmayan diğer hastalıkların izlenmesi ve teşhisi için umut verici bir potansiyele sahip olduğugösterilmiştir 18,19. Diyabetik retinopatinin gözle doğrudan bağlantısı göz olduğundan, bu hastalıkta gözyaşı sıvısının potansiyel tanısal özelliklerini araştırmak daha uygun olur. Diyabetik retinopati hastalarının gözyaşı sıvılarındaki IL-1RA, IL-8, IL-6 ve TNF-α seviyelerinin hastalığın şiddetine göre değişen değişiklikler yaşandığıgözlemlenmiştir 20,21. Geleneksel fundoskopi muayenesine kıyasla, diyabetik retinopati için gözyaşı sıvısı analizi erişilebilirlik, invaziv olmama ve özgüllük açısından potansiyel avantajlar sunar ve hastalığın başlangıcından önce erken teşhis imkanısağlar 22.
Bu nedenle, bu çalışmanın temel amacı, gözyaşı sıvısından kaynaklanan ekzozomal miR-15a'nın diyabetik retinopati için yeni bir tanısal belirteç olarak potansiyelini, diyabetik retinopati popülasyonunun gözyaşı sıvılarından miRNA izolasyonu ve nicelenmesi yoluyla araştırmaktır. Bununla birlikte, retina komplikasyonları başlamadan önce bile tespit edilebilen gözyaşı sıvısı taraması yoluyla diyabetik retinopati için yeni bir tespit yöntemi ortaya çıkar ve erken önleyici veya terapötik önlemler alınmasına olanak tanır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Çalışma, Universiti Malaya Tıp Merkezi Tıbbi Araştırma Etik Komitesi'nin onayı ile yürütüldü (Referans numarası: 20165-2446). Başvuru öncesi tüm insan deneklerden yazılı onay alındı. Kuala Lumpur'daki Universiti Malaya Tıp Merkezi'ndeki (UMMC) oftalmoloji kliniğine giden hastalar arasında toplam 135 denek dahil edildi. Dahil etme kriterleri arasında, UMMC kapsamında hizmet alan ve 20-80 yaş arası hastalar bulunuyordu. Son 3 ayda lazer veya anti-VEGF tedavisi geçmişi olan veya düzenli anti-trombositler veya kan sulandırıcılar kullanan aktif insülin tedavisi gören hastalar çalışmadan dışlandı. Katılımcılar üç gruba ayrıldı: (1) sağlıklı kontrol (Kontrol), (2) retinopati olmayan diyabetli (DM No DR) ve (3) retinopati olan diyabetik (DR). Protokolün özeti Şekil 1'de verilmiştir. Bu çalışmada kullanılan reaktifler ve ekipmanların detayları Malzeme Tablosu'nda listelenmiştir.

Şekil 1: Protokolün genel özeti. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
1. Malzemelerin hazırlanması
2. İnsan deneklerin hazırlanması
3. İnsan gözyaşı sıvısının toplanması
4. Gözyaşı örneklerinin ön işlemesi
5. Ekzosom izolasyonu
NOT: RNA izolasyonu, üretici protokolüne uygun ticari olarak mevcut bir kit kullanılarak gerçekleştirilir ( bkz. Malzeme Tablosu).
6. RNA izolasyonu
NOT: RNA izolasyonu, üretici protokolüne uygun ticari olarak mevcut bir kit kullanılarak gerçekleştirilir ( bkz. Malzeme Tablosu).
7. cDNA sentezi
| Bileşen | Hacim/tepki |
| 10x RT Buffer | 1.5 μL |
| 100M dNTP karışımı | 0.15 μL |
| RNAse İnhibörü (200U/μL) | 0.19 μL |
| Multiscribe RT Enzimi (50U/μl) | 1 μl |
| 20x RT Primer | 0.75 μL |
| RNAssız Su | 1.51 μL |
| Örnek | 9.9 μL |
| Toplam Hacim | 15 μL |
Tablo 1: İzole RNA'dan cDNA sentezi için kullanılan PCR ana karışımının hazırlanması.
| Adım | Sıcaklık | Süre |
| Ters Transkripsiyon | 16 °C | 30 dakika |
| 42 °C | 30 dakika | |
| Dur | 85 °C | 5 dakika |
| Bekle | 4 °C |
Tablo 2: cDNA sentezi için termodöngü koşulları.
8. Dijital damla PCR
NOT: Dijital damlacık PCR (ddPCR), üretici protokollerine uygun ticari olarak mevcut kitler kullanılarak yapılır (bkz. Malzeme Tablosu).
| Bileşen | Hacim/tepki |
| Problar için 2x ddPCR Supermix (dUTP yok) | 10 μL |
| 20x Primer/prob | 1 μL |
| Örnek | 7 μL |
| RNAssız Su | 2 μL |
| Toplam Hacim | 20 μL |
Tablo 3: ddPCR için kullanılan PCR ana karışımının hazırlanması.
| Adım | Sıcaklık | Süre | Rampa | Döngü |
| Enzim Aktivasyonu | 95 °C | 10 dakika | Her basamak için ~2 °C/ s | 1 |
| Denatürasyon | 94 °C | 30 s | 40 | |
| Tavlama | 60 °C | 1 dakika | 40 | |
| Enzim deaktivasyonu | 98 °C | 10 dakika | 1 | |
| Bekle | 4 °C | Yok | Yok |
Tablo 4: ddPCR için termodöngü koşulları.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Standart eğri
Her hastadan toplanan tam gözyaşı hacmini belirlemek için standart bir eğri oluşturuldu. Temelde, 3 μL ile 25 μL arasındaki farklı koruyucu hacimleri Schirmer şeritlerine maruz kaldı. Ve Schirmer'deki ıslak alanın mesafesi gözlemlendi. İşlem her işlem için üç kez tekrarlandı ve ortalama okuma hesaplandı. Toplanan gözyaşı hacmi ile Schirmer'in ıslak alanlarının mesafesi arasında standart bir eğri oluşturuldu (Şekil 2) ve topl...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Funduskopi, optik koherens tomografi ve floresken anjiyografi, diyabetik retinopati tespiti için mevcut tespit teknikleridir. Bu üç teknik, çeşitli retinal ve koroidal hastalıkların kapsamlı bir değerlendirmesini sağlamak için sıklıkla birlikte kullanılır. Funduskopi, diyabetik retinopati değerlendirmesi sırasında rutin olarak yapılan bir klinik muayenedir. Bu yöntem, eğitimli göz doktorları tarafından uygulanmakta olup, diyabetik retinopatinin tanısında altın standarttır. Bu yöntem, ret...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar, rekabet eden çıkarları olmadığını belirtirler.
Bu araştırma, Alcon Araştırma Enstitüsü (IF011-2020) ve FOM UMSC Bakım Doktora Sonrası Araştırma Hibesi 2021 tarafından desteklenmiştir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| %0,9 v/v/v. Sodyum klorür | Ain Medicare Sdn Bhd | GB16165967618 | |
| 1x Fosfat Tampon Salin | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 | |
| Applied Biosystems TaqMan MicroRNA Ters Transkripsiyon Kiti | Uygulamalı Biyosistemler | 4366596 | |
| ddPCR Problar için Supermix (dUTP yok) | BioRad Laboratuvarları | 1863024 | |
| ddPCR 96-Kuyulu Plakalar | BioRad Laboratuvarları | 12001925 | |
| DG8 Kartuşları | BioRad Laboratuvarları | 1864008 | |
| DG8 Contaları | BioRad Laboratuvarları | 1863009 | |
| Problar için Damla Üretim Yağı | BioRad Laboratuvarları | 1863005 | |
| Exospin-96 Ekzozom İzolasyon Kiti | Hücre Yönlendirme Sistemleri | EX07-96 | |
| miRNeasy Serum/Plazma İleri Kiti | Qiagen | 217204 | |
| PX1 PCR Plaka Kapatıcı | BioRad Laboratuvarları | 1814000 | |
| QX100 damlalı dijital PCR Sistemi | BioRad Laboratuvarları | QX100 | |
| QXDx Damla Jeneratörü | BioRad Laboratuvarları | 12001049 | |
| Schirmer Şeridi | Optitech | SCH-100 | |
| T100 Termal Döngücü | BioRad Laboratuvarları | 1861096 | |
| Taqman MikroRNA Testi MTOMED 20 (Test Kimliği: 000389) | Uygulamalı Biyosistemler | 4440887 | Hedef Dizisi: UAGCAGCACAUAAUGGUUUGUG |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.