BESİN ALERJİSİ OLAN ÇOCUKLARDA BARSAK MİKROBİYOTASI VE TOLL-LİKE RESEPTÖR 2 VE 4 POLİMORFİZİMİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Abstract

İmmünglobulin E (IgE) ve IgE bağımlı olmayan besin alerjisi prevalansı son on yılda dramatik bir şekilde artmış ve neredeyse bazı ülkelerde popülasyonun %10'una yaklaşan bir kısmını etkiler olmuştur. Artan kanıtlar erken immünolojik gelişimin sağlanmasında konakçı mikrobiyal florasının anahtar bir rol oynadığını göstermekte ve bu floranın besin alerjisi ve sensitizasyonu gibi alerjik hastalık risklerini modifiye edebileceğini göstermektedir. Bu açıdan değerlendirildiğinde immün sistem ve barsak mikrobiyotasının ortak düzenleme yolakları, değişik hücrelerden salınan toll-benzeri reseptörler (TLR) gibi bazı mekanizmaları içermektedir. TLR'ler, özellikle TLR2 ve TLR4 inflamatuar kaskadın aktivasyonunun baskılanmasında hayati rol oynarlar ve spesifik patojen mikro-organizmalara karşı gelişen inflamatuar cevabı düzenlerler. Çalışmamız besin alerjisi, TLR gen polimorfizimi ve barsak mikrobiyotası arasındaki ilişkiyi değerlendirme amacıyla yapılmıştır. Toll-benzeri reseptör polimorfizimleri 1,5-23 ay yaş aralığındaki 130 yumurta ve/veya süt alerjili çocuk ile 110 sağlam kontrolde prospektif olarak ölçülerek sonuçlar kıyaslandı. Dört adet polimorfizim (TLR 2 Rs1898830/Rs5743708 ve TLR4 Rs4986790/ Rs4986791) allelik diskriminasyon polimeraz zincir reaksiyonu (PZR) yöntemi ile genotiplendi. Barsak mikrobiyota analizi high-throughput paralel dizi analizi ile yapıldı. Besin alerjili hasta grubunda TLR4 geni Rs4986790 (Asp299Gly) single nükleotid polimorfizmi (SNP) için Majör/Minör allel frekansı 0,788/0,212 kontrol grubunda 0,719/0,280 olarak saptandı (p=0,017). Her iki grup arasında genotip (AA, AG, GG) sayıları açısından anlamlı bir fark mevcuttu (p=0,016). Barsak mikrobiyota analizinde besin alerjili grupta gaitada Firmicutes filum'u artmış konsantrasyonlarda saptandı. Bu çalışmada Rs4986791 (Thr399lle) allelli dışındaki diğer TLR polimorfizimleri ile besin alerjisi arasında herhangi bir ilişki olmadığı sonucuna varıldı. Sonuç olarak, bu çalışmada TLR4 gen polimorfizimlerinin ve barsak mikrobiyota değişikliklerinin besin alerjisi gelişiminde kısmi rol oynadıkları gösterilmiştir. Barsak mikrobiyotası içeriğini ve fonksiyonunu modüle eden değişik mikrobiyal türleri inceleyen ve bunların TLR transkripsiyon yolakları ile olan ilişkisini ortaya koyan daha geniş kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır. Anahtar kelimeler: Besin alerjisi, Toll-benzeri reseptör 2, Toll-benzeri reseptör 4, genetik polimorfizim, barsak mikrobiyotasıThe prevalence of Immunglobulin E (IgE) and non-IgE mediated food allergy has increased dramatically in recent decades affecting nearly 10% of the population in some countries. Acumulating evidence suggests that resident microbial communities play a key role in early host immunologic development and can modify risk for allergic disorders including food allergy and sensitization. In this context, mutual regulation between immune system and gut microbiota is achieved through several mechanisms including the engagement of toll-like receptors (TLRs) which is expressed on numerous cell types. TLRs, specisifically TLR2 and TLR4 play a pivotal role in suppressing the activation of the inflammatory cascade in order to maintain the balance of intestinal homeostasis and in promoting inflammatory responses to specific pathogenic microorganisms. In this study we aimed to explore association between food allergy and TLR gene polymorphisms in association with gut microbiota. Toll-Like Receptors polymorphism frequencies in 130 infants aged 1,5-23 months with egg and/or milk allergy in a prospective cohort were compared 110 non-food allergic controls. Four candidate polymorhpsims (TLR 2 Rs1898830/Rs5743708 and TLR4 Rs4986790/ Rs4986791) were genotyped by allelic discrimination polymerase chain rection (PCR) method. Gut microbiota analysis was achieved by using high-throughput sequencing. The mutant TLR4 Rs4986790 (Asp299Gly) single nucleotide polymorphism (SNP) major/minor allel frequency was 0.788/0.212 in food allergy patients and 0.719/0.280 in controls (p=0.017). There was a statistically significant differece between groups in terms of genotype frequencies (AA, AG, GG). Gut microbiota analysis revealed increased Firmicutes phylum in gaita of the patients with food allergy. Except for mutant Rs4986791 (Thr399lle) allelle, the other TLR polymorphisms were not associated with food allergy in children. In conclusion, this study demonstrated a partial role of TLR4 gene polymorphism and gut microbiota in the development of food allergy. Future work in this area will be required to clarify the roles of different microbial strains that modulates gut microbiota composition and function in conjunction with TLR transcription pathways. Key Words: Food allergy, Toll-like receptor 2, Toll-like receptor 4, genetic polymorphism, gut microbiota