research article Evaluating Biomarker Clusters in Rheumatoid Arthritis Based on First-Treat Values

Özet

Abstract

Rheumatoid arthritis (RA) is a chronic autoimmune disease characterized by systemic inflammation, leading to joint damage and systemic complications. This study aims to evaluate biomarker clusters in RA patients based on their initial treatment responses, using gene expression data from the GEO2R database. We classified 104 genes into five functional categories: autoimmunity, inflammation, disease progression, tissue damage, and treatment response. Clustering analysis revealed significant differences in gene expression patterns between patients treated with methotrexate (MTX) and biological therapies. Our findings highlight the dominant role of inflammation in RA pathogenesis and provide a framework for personalized treatment strategies. Hierarchical clustering analysis identified inflammation-related genes (IL6ST, RNF146) as exhibiting the highest transcriptional coordination. Highly expressed genes (RNA45SN1, MALAT1, TMEM259) were associated with ribosomal biogenesis, synovial remodeling, and cytokine signaling. Autoimmunity-related (RO60, MBD6) and treatment response markers (TRIM41, PPP1R12C) formed distinct clusters. Dendrogram analysis highlighted IL6ST-mediated pathways and MALAT1-dependent tissue damage mechanisms as central nodes. Clustering patterns differed between methotrexate- and biologic-treated cohorts, with the latter showing tighter regulation of inflammation and tissue repair genes (MUS81, TMED7). The study underscores the importance of biomarkers in understanding RA heterogeneity and improving therapeutic outcomes.                                                                                          

Özet

Romatoid artrit (RA), eklem hasarı ve sistemik komplikasyonlara yol açan kronik bir otoimmün hastalıktır. Bu çalışma, GEO2R veri tabanından elde edilen gen ekspresyon verilerini kullanarak, RA hastalarında başlangıçtaki tedavi yanıtlarına dayalı biyomarker kümelerini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Çalışmada 104 gen, otoimmünite, inflamasyon, hastalık progresyonu, doku hasarı ve tedavi yanıtı olmak üzere beş fonksiyonel kategoriye sınıflandırılmıştır. Kümeleme analizi, metotreksat (MTX) ve biyolojik tedaviler ile tedavi edilen hastalar arasında gen ekspresyon paternlerinde anlamlı farklılıklar ortaya koymuştur. Bulgularımız, inflamasyonun RA patogenezindeki baskın rolünü vurgulamakta ve kişiselleştirilmiş tedavi stratejileri için bir çerçeve sunmaktadır. Hiyerarşik kümeleme analizi, inflamasyon ile ilişkili genlerin (IL6ST, RNF146) en yüksek transkripsiyonel koordinasyonu sergilediğini göstermiştir. Yüksek ekspresyon gösteren genler (RNA45SN1, MALAT1, TMEM259) ribozomal biyogenez, sinoviyal yeniden şekillenme ve sitokin sinyalleşmesi ile ilişkilendirilmiştir. Otoimmünite ile ilişkili (RO60, MBD6) ve tedavi yanıtı ile bağlantılı biyomarkerlar (TRIM41, PPP1R12C) ise farklı kümeler oluşturmuştur. Dendrogram analizi, IL6ST aracılı yollar ve MALAT1 bağımlı doku hasarı mekanizmalarının merkezi düğümler olarak öne çıktığını göstermiştir. Kümeleme paternleri, metotreksat ve biyolojik tedavi grupları arasında farklılık göstermiş; biyolojik tedavi gören kohortun inflamasyon ve doku onarımı ile ilişkili genlerin (MUS81, TMED7) daha sıkı düzenlenmesini sergilediği bulunmuştur. Bu çalışma, RA’nın heterojenitesinin anlaşılmasında ve terapötik sonuçların iyileştirilmesinde biyomarkerların önemini vurgulamaktadır.