Türk Toplumunda Multipl Skleroz ile Interlökin-18 Gen Polimorfizmleri (-137 G/C, -607 C/A ve -656 G/T) Arasındaki İlişki

Abstract

Amaç: Multipl skleroz (MS), merkezi sinir sistemini etkileyen ve genetik ile çevresel faktörlerin birlikte rol oynadığı kompleks bir hastalıktır. Bu çalışmada, interlökin-18 (IL-18) gen promotör polimorfizmlerinin (-137 G/C, -607 C/A ve -656 G/T) Türk toplumunda MS ile ilişkili olup olmadığının araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmaya klinik kriterlere göre MS tanısı almış 310 hasta ve 220 sağlıklı kontrol dahil edilmiştir. IL-18 -137 G/C polimorfizmi allel-spesifik PCR (AS-PCR) yöntemiyle; -607 C/A ve -656 G/T polimorfizmleri ise sırasıyla Tru1I ve MwoI enzimleri kullanılarak PCR-RFLP yöntemiyle genotiplendirilmiştir. Hasta ve kontrol grupları arasındaki genotip ve allel frekansları ki-kare testi ile karşılaştırılmış ve %95 güven aralığında odds oranları hesaplanmıştır. Bulgular: IL-18 -137 G/C polimorfizmi ile MS arasında anlamlı bir ilişki saptanmıştır (p<0.001). GC genotipi MS hastalarında (%51,3), kontrol grubuna (%35,5) kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Benzer şekilde IL-18 -607 C/A polimorfizmi de anlamlı farklılık göstermiştir (p<0.001); AA genotipi MS hastalarında %19,7, kontrol grubunda ise %9,1 oranında görülmüştür. -137 konumundaki GC genotipi MS riskini yaklaşık iki kat artırırken (OR≈1,99), -607 konumundaki AA genotipi MS riskini yaklaşık 3,25 kat artırmaktadır. Her iki polimorfizm için minör allel frekansları (-137 için C, -607 için A) MS hastalarında kontrollere göre anlamlı derecede daha yüksek bulunmuştur (p<0.001). Buna karşın IL-18 -656 G/T polimorfizmi açısından gruplar arasında anlamlı bir fark saptanmamıştır (p=0.325). Sonuç: IL-18 geninin -137 G/C ve -607 C/A polimorfizmleri Türk toplumunda MS ile anlamlı biçimde ilişkili bulunmuş, -656 G/T varyantının ise MS ile ilişkili olmadığı gösterilmiştir. -137 ve -607 pozisyonlarındaki varyant alleller MS duyarlılığını artıran genetik faktörler olarak değerlendirilebilir. Bu bulgular, IL-18 gen polimorfizmlerinin MS patogenezindeki rolünü desteklemekte ve hastalık riskinin belirlenmesinde potansiyel biyobelirteçler olarak kullanılabileceğini düşündürmektedir.

Keywords

• Multipl skleroz
• Tek nükleotid polimorfizmi
• Genetik yatkınlık
• İnterlökin-18
• Polimorfizm

Supporting Institution

Marmara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu Başkanlığı tarafından TYL-2022-10439 numaralı proje ile desteklenmiştir.

Project Number

TYL-2022-10439

Ethical Statement

Bu çalışma için etik onay, Marmara Üniversitesi Tıp Fakültesi Klinik Araştırmalar Etik Kurulu’ndan alınmıştır (Karar No ve Tarih: 09.2022.137, Eylül 2022).

Thanks

Bu çalışma süresince değerli katkıları, yönlendirmeleri ve desteği için Prof. Dr. Ahmet Arman’a içten teşekkür ederim. Ayrıca bilimsel görüş ve katkıları için Prof. Dr. Pınar Ata, Öğr. Gör. Dr. Mehmet Ali Söylemez ve Doç. Dr. Bilgen Bilge Geçkinli hocalarıma teşekkür ederim. Deneysel süreçlerde desteklerini esirgemeyen laboratuvar arkadaşlarım Öznur Kapar ve İpek Uzun’a, ayrıca Marmara Üniversitesi Tıbbi Genetik Anabilim Dalı’nda çalışan akademik personel, araştırma görevlileri ve lisansüstü öğrencilerine sağladıkları laboratuvar imkânları ve katkıları için teşekkür ederim.Her zaman yanımda olan ve desteğini esirgemeyen aileme en derin teşekkürlerimi sunarım.Bu çalışma, Marmara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu Başkanlığı tarafından TYL-2022-10439 numaralı proje ile desteklenmiştir.

Association between Multiple Sclerosis and Interleukin-18 Gene Polymorphisms (-137 G/C, -607 C/A and -656 G/T) in Turkish Population

Abstract

Objective Multiple sclerosis (MS) is a complex disease of the central nervous system caused by both genetic and environmental factors. This study aimed to determine whether the interleukin-18 (IL-18) gene promoter polymorphisms -137 G/C, -607 C/A, and -656 G/T are associated with MS in the Turkish population. Methods A total of 310 patients diagnosed with multiple sclerosis based on clinical criteria and 220 healthy controls were included in this study. Genotyping of IL-18 -137 G/C was performed by allele-specific PCR (AS-PCR), and -607 C/A and -656 G/T were genotyped by PCR-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) using Tru1I and MwoI enzymes respectively. Data were analyzed by the chi-square test to compare genotype and allele frequencies between groups, and odds ratios (OR) with 95% confidence intervals were calculated. Results A significant association was found between IL-18 -137 G/C polymorphism and MS (p<0.001). The GC genotype distribution was higher in MS patients (51.3 %) than in controls (35.5%) (p<0.001). Similarly, the IL-18 -607 C/A polymorphism showed a significant difference (p<0.001), with the AA genotype being more frequent in MS patients (19.7%) compared to controls (9.1%). Carrying the GC genotype at -137 was associated with approximately 2-fold increased MS risk (OR≈1.99), and the AA genotype at -607 conferred about a 3.25-fold increased risk. The minor allele frequencies (C for -137 and A for -607) were significantly higher in patients than controls (p < 0.001 for both). In contrast, the IL-18 -656 G/T polymorphism did not differ significantly between patients and controls in genotype or allele distribution (p=0.325); the frequency of the T allele was ~37% in MS vs ~36% in controls (p>0.05). Conclusion Our findings indicate that IL-18 gene -137 G/C and -607 C/A polymorphisms are significantly associated with MS in the Turkish population, whereas -656 G/T is not. The variant alleles at -137 and -607 positions appear to confer increased susceptibility to MS. These results suggest that IL-18 gene polymorphisms may contribute to the genetic background of MS and could potentially serve as biomarkers for disease risk, thereby aiding in better understanding of MS pathogenesis and in developing future diagnostic or therapeutic strategies.

Keywords

• Multiple Sclerosis
• Polymorphism
• Single nucleotide polymorphism
• Genetic susceptibility
• Interleukin-18

Supporting Institution

This study was supported by the Marmara University Scientific Research Projects Commission (Project No: TYL-2022-10439).

Project Number

TYL-2022-10439

Ethical Statement

Ethical approval for this study was obtained from the Clinical Research Ethics Committee of Marmara University Faculty of Medicine (Decision No and Date: 09.2022.137, September 2022).

Thanks

I would like to express my sincere gratitude to Prof. Dr. Ahmet Arman for his continuous support, guidance, and valuable contributions throughout this study. I am also thankful to Prof. Dr. Pınar Ata, Lect. Dr. Mehmet Ali Söylemez, and Assoc. Prof. Dr. Bilgen Bilge Geçkinli for their constructive insights and academic contributions. I extend my thanks to my laboratory colleagues, particularly Öznur Kapar and İpek Uzun, for their assistance, collaboration, and support during the experimental processes. I also thank the research fellows, graduate students, and staff of Marmara University, Department of Medical Genetics, for providing laboratory facilities and sharing their expertise. Finally, I am deeply grateful to my family for their unwavering support and encouragement. This study was supported by the Marmara University Scientific Research Projects Commission (Project No: TYL-2022-10439).

References

1. Polman CH. Epidemiology and geographical distribution of multiple sclerosis. Journal of Neurological Sciences (Turkish). 2000;17(3):1-7. (in Turkish)
2. Thompson AJ, Banwell BL, Barkhof F, et al. Diagnosis of multiple sclerosis: 2017 revisions of the McDonald criteria. Lancet Neurol. 2018;17(2):162-173.
3. Kim J, Park KJ, Kim WU, et al. Interleukin-18 as an important mediator in rheumatoid arthritis: is it a target for treatment? Autoimmun Rev. 2014;13(7):688-696.
4. Aleya GI, Ahmed SI, Ibrahim MK. Elevated interleukin-18 and decreased interleukin-18 binding protein in patients with inflammatory bowel disease. Arab J Gastroenterol. 2011;12(1):30-35.
5. Sadeghi-Bojd S, Hashemi M, Naderi M, Bahari G, Taheri M. Association of interleukin-18 promoter polymorphisms with development and progression of breast cancer. Biomed Rep. 2014;2(4):591-594.
6. Giedraitis V, He B, Huang WX, Hillert J. Cloning and mutation analysis of the human IL-18 promoter: a possible role of polymorphisms in expression regulation. J Neuroimmunol. 2001;112(1-2):146-152.
7. Harishankar M, Selvaraj P, Bethunaickan R. Influence of genetic polymorphism towards pulmonary diseases. Biomed Res Int. 2013; 2013:1-10. (Overview of IL-18 and other cytokine polymorphisms)
8. Xu Q, Yin G, Sun L, et al. Interleukin-18 promoter gene polymorphisms in Chinese patients with systemic lupus erythematosus: association with CC genotype at position –607. Ann Acad Med Singapore. 2007;36(2):91-95.

9. Sevim Karakaş Çelik, Öz ZS, Dursun A, Ünal A, Emre U, Çiçek S, Keni FM. Interleukin 18 gene polymorphism is a risk factor for multiple sclerosis. Mol Biol Rep. 2014;41(3):1653-1658.
10. Orhan G, Eruyar E, Öztürk Mungan S, Ak F, Karahalil B. The association of IL-18 gene promoter polymorphisms and the levels of serum IL-18 on the risk of multiple sclerosis. Clin Neurol Neurosurg. 2016;146:96-101.
11. Huang J, Xie ZK, Su HB, Chen F. Association of IL-12, IL-18 variants and serum IL-18 with bladder cancer susceptibility in a Chinese population. Gene. 2013;519(1):128-134.
12. Wojdasiewicz P, Poniatowski ŁA, Szukiewicz D. The role of inflammatory and anti-inflammatory cytokines in the pathogenesis of osteoarthritis. Mediators Inflamm. 2014;2014:561459.
13. Zuvich RL, McCauley JL, Pericak-Vance MA, Haines JL. Genetics and pathogenesis of multiple sclerosis. Semin Immunol. 2009;21(6):328-333.
14. Taheri M, Hashemi-Shahri SM, Bahari G, et al. Lack of association between interleukin-18 -607 C/A gene polymorphism and pulmonary tuberculosis in Zahedan, Southeast Iran. Prague Med Rep. 2012;113(1):16-22.
15. Tungtrongchitr A, Sookrung N, Munkong N, et al. Alteration of -656 (G/T) and -607 (C/A) polymorphisms in interleukin-18 gene in house dust mite-sensitive allergic rhinitis patients in Thailand. Genet Mol Res. 2017;16(3):gmr16039641.
16. Bakr NM, Hashim NA, Awad A, Sarhan AA. Polymorphisms in proinflammatory cytokines genes and multiple sclerosis: a case-control study. Gene Rep. 2021;24:101301. doi:10.1016/j.genrep.2021.101301.
17. Grigorov V, Yordanova R, Ivanova S, Dimitrov L. IL-18 promoter polymorphism and IL-18 serum levels in association with relapsing-remitting multiple sclerosis. J of IMAB. 2020;26(4):3475-3480. doi:10.5272/jimab.2020264.3475.
18. Wu J, Zhang X, Wu D, Jin O, Gu J. Evaluation of causal associations between interleukin-18 levels and immune-mediated inflammatory diseases: a Mendelian randomization study. BMC Med Genomics. 2023;16:306. doi:10.1186/s12920-023-01744-z