Mitochondrial DNA Copy Number as a Potential Biomarker in Ischemic Stroke

INTRODUCTION: Ischemic stroke remains a leading cause of morbidity and mortality worldwide. Both genetic and environmental risk factors contribute to its pathogenesis. Mitochondrial dysfunction, previously associated with neurodegenerative diseases, has also been implicated in the pathogenesis of stroke. This study aimed to investigate the correlation between mitochondrial DNA (mtDNA) copy number alteration with ischemic stroke, thereby evaluating the potential of mtDNA as a biomarker.
METHODS: DNA was isolated from peripheral blood, and mtDNA copy number was determined using quantitative PCR (qPCR). Statistical analyses were conducted using SPSS and R with the FactoMineR and factoextra packages for PCA analysis. A total of 67 patients with acute ischemic stroke and 24 healthy controls were included in the study.
RESULTS: mtDNA copy number was found to be decreased 1.35-fold in stroke patients in comparison to the control group (p = 0.0328). Patients in the stroke group were significantly older, and the prevalence of hypertension, diabetes mellitus and coronary artery disease was also significantly higher (p < 0.01 for all). PCA showed correlation patterns among variables suggesting that decreased mtDNA copy number may be associated with metabolic and inflammatory alterations.
DISCUSSION AND CONCLUSION: These findings suggest that reduced mitochondrial DNA copy number may indicated mitochondrial dysfunction and may represent a candidate biomarker for ischemic stroke, pending confirmation in adjusted and longitudinal studies.

Keywords: ischemic stroke, mitochondrial DNA, copy number, biomarker, mitochondrial dysfunction

İskemik İnmede Potansiyel Biyobelirteç Olarak Mitokondriyal DNA Kopya Sayısı

GİRİŞ ve AMAÇ: İskemik inme dünya genelinde morbidite ve mortalite nedenleriin başında gelir. Hastalığın patogenezinde hem genetik hem de çevresel risk faktörleri rol oynamaktadır. Daha önce nörodejeneratif hastalıklarla ilişkilendirilen mitokondriyal disfonksiyonun, inme patogenezinde de rol oynayabileceği düşünülmektedir. Bu çalışmada, mitokondriyal DNA (mtDNA) kopya sayısı ile iskemik inme arasındaki ilişkinin araştırılarak, mtDNA'nın biyobelirteç potansiyelinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır.
YÖNTEM ve GEREÇLER: Periferik kandan DNA izolasyonu yapılmış ve mtDNA kopya sayısı kantitatif PCR (qPCR) yöntemi ile belirlenmiştir. İstatistiksel analizler SPSS 23.0 ve R 4.5.1 programları (PCA analizi için FactoMineR ve factoextra paketleri) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmaya 67 akut iskemik inme hastası ve 24 sağlıklı control bireyi dahil edilmiştir.
BULGULAR: İnme hastalarında mtDNA kopya sayısı kontrol grubuna kıyasla 1,35 kat azaldığı belirlenmiştir (p=0,0328). İnme grubundaki hastaların yaşının anlamlı derecede daha yüksek olduğu; ayrıca hipertansiyon, diyabet ve koroner arter hastalığı oranlarının da anlamlı düzeyde arttığı görülmüştür (tümü için p<0,01). PCA analizinde değişkenler arasındaki korelasyon örüntüleri, azalmış mtDNA kopya sayısının metabolik ve inflamatuar değişikliklerle ilişkili olabileceğini düşündürmüştür.
TARTIŞMA ve SONUÇ: Bu bulgular, mitokondriyal DNA kopya sayısındaki azalmanın mitokondriyal disfonksiyonu yansıtabileceğini ve iskemik inme için potansiyel bir biyobelirteç olarak kullanılabileceğini düşündürmektedir.

Anahtar Kelimeler: iskemik inme, mitokondriyal DNA, kopya sayısı, biyobelirteç, mitokondriyal disfonksiyon