Hemoragijska vrućica s bubrežnim sindromom (HVBS) uzrokovana je infekcijom patogenim hantavirusima koji su endemski na području Europe i Azije. Najvažniji patogeni hantavirusi koji izazivaju HVBS su: Hantaan (HTNV), Seoul (SEOV), Puumala (PUUV) i Dobrava (DOBV). U Europi, kao i u Hrvatskoj, najveći broj infekcija je uzrokovan PUUV-om. Infekcija hantavirusima kod HVBS bolesnika može uzrokovati širok spektar različitih kliničkih stanja, ovisno o uzročniku, od inaparentne ili blage bolesti do fulminantne hemoragijske bolesti s teškim bubrežnim zatajenjima i smrću. U Hrvatskoj se većina bolesnika s HVBS-om prezentira s blagim oblikom bolesti i visokim febrilitetom, ali zabilježeni su i srednje teški i teški oblici HVBS-a uzrokovani PUUV-om. Bubrezi su primarni ciljni organ u HVBS-u te može doći do njihovog akutnog zatajenja i bubrežnih lezija različitog stupnja. Klinički pokazatelji zatajenja bubrega su: povišene vrijednosti kreatinina i ureje u serumu, proteinurija, te smanjeni stupanj glomerularne filtracije. Razlozi zatajenja bubrega nisu poznati, ali se pretpostavlja da veliku ulogu imaju imunopatogenetski mehanizmi, a potencijalni direktni učinak virusa, kao ni apoptoza in vivo nisu dokazani. Nalazi bubrežne biopsije bolesnika oboljelih od HVBS-a, uzrokovanog PUUV-om, pokazali su pojavu akutnog tubulointersticijskog nefritisa s infiltracijom limfocita, plazma stanica i monocita/makrofaga. Posljednjih 15-ak godina identificiran je novi način posttranskripcijske regulacije genske ekspresije pomoću malih RNA molekula, tzv. miRNA, sastavljenih od 18 do 25 nukleotida. Ova klasa RNA molekula regulira translaciju glasničkih RNA ovisno o stupnju podudarnosti sekvence nukleotida miRNA i glasničke RNA. Pokazano je da ove molekule u stanicama sisavaca sudjeluju u nizu fizioloških procesa i da njihova ekspresija znatno varira, ne samo od organa do organa, nego i unutar raznih tkiva istog organa. Istraživana je i njihova uloga u raznim patološkim stanjima bubrega kao što su dijabetična nefropatija, tubulointersticijska fibroza, rak bubrega ili nefritis, pri čemu je uočena znatna deregulacija pojedinačnih miRNA. Usporedbom ekspresijskog profila miRNA između tri stanične linije ljudskog porijekla inficiranih s četiri različita hantavirusa, patogena i nepatogena, saznalo se da je ekspresijski profil miRNA jedinstven za svaku vrstu hantavirusa i ovisan o inficiranim stanicama. Nedavno je pokazano da virus Anda, koji inače uzrokuje teže oblike HPS-a, interferira s normalnom funkcijom miRNA, što doprinosi povećanoj permeabilnosti inficiranih endotelnih stanica. Posebne stanične strukture, tzv. „P-bodies“, su mjesto gdje miRNA sazrijevaju unutar stanice. U tim istim strukturama su dokazani hantavirusni nukleokapsidni (N) proteini, što implicira moguću upletenost tog proteina u sazrijevanju miRNA, koje utječu na procesuiranje glasničke RNA. Dokazano je da se hantavirusni protein N veže za stanične glasničke RNA te tako utječe na smanjivanje njihove i povećavanje translacije virusne glasničke RNA tijekom procesa „cap-snatching“. Osim u raznim tkivima, dokazana je prisutnost miRNA i u raznim tjelesnim tekućinama, npr. serumu ili urinu. Istraživanja tijekom prethodnih godina pokazala su da miRNA mogu djelovati kao prediktori težine kliničke slike za razna patološka stanja bubrega kao što su: rak, kronični glomerulonefritis, IgA ili diabetička nefropatija. Mogu se koristiti u različite svrhe, bilo kao indikator učinkovitosti terapije u bolesnika, bilo u dijagnostici kako bi se potvrdila prisutnost neke bolesti ili prognostički radi procjene progresije ili ishoda bolesti. Danas se u različitim bolestima primjenjuju prediktori težine kliničke slike kako bi pomogli pri ranoj dijagnozi, prevenciji bolesti, identifikaciji ciljnih molekula za lijekove, odgovoru na lijekove itd. Ova doktorska disertacija po prvi put istražuje utjecaj infekcije i replikacije PUUV na ekspresiju miRNA hsa-miR-21-5p, hsa-miR-24-3p, hsa-miR-27a-3p, hsa-miR-127-3p, hsa-miR-146a-5p, hsa-miR-155-5p, hsa-let-7e-5p in vitro i ex vivo. Pomoću stanične linijske kulture epitelnih stanica bubrega (HEK293) istražen je učinak infekcije i replikacije PUUV in vitro u jednom staničnom modelu na ekspresiju i lučenje prethodno spomenutih miRNA. Transfekcijom ekspresijskog plasmida koji sadrži otvoreni okvir čitanja PUUV N proteina istražen je učinak pojedinačne komponente PUUV virusa na ekspresiju i lučenje prethodno spomenutih miRNA. Osim u in vitro pokusima mjerena je razina pojedinačnih miRNA u urinu bolesnika s HVBS-om s potvrđenom infekcijom PUUV. Mjerena razina je uspoređena s razinom skupina s akutnom infekcijom urinarnog trakta, pijelonefritisom (PN), i skupinom zdravih kontrola. HEK293 stanice inficirane PUUV pokazale su ograničenu deregulaciju ekspresije odabranih miRNA. Pojačana ekspresija je nađena za miR-21 i miR-27a nakon 24 sata od infekcije. Izmjerene razine miRNA u supernatantima bila su jako niske, djelomično nedetektabilne. Dobivene promjene lučenja miRNA nakon infekcije PUUV nisu omogućile jasnu analizu, vjerovatno zbog jako niske razine istih. Suprotno radnoj hipotezi, tranzijentna ekspresija N proteina PUUV nije doprinijela očekivanim rezultatima, i čini se da samostalna ekspresija N proteina PUUV nema značajnu ulogu na biogenezu miRNA, barem ne u ovom eksperimentalnom modelu. Po prvi put je dokazana povećana prisutnost miR-21 i miR-27a u urinu bolesnika s HVBS-om ili PN. Dodatno je pokazano da je miRNA let-7e značajno povišena samo u urinu bolesnika s HVBS-om. Podjelom skupina bolesnika s HVBS-om prema težini kliničke slike, ustanovljena je značajna deregulacija miR-21, miR-24, miR-27a, miR-127 i let-7e u bolesnika s težim oblikom te bolesti. Nasuprot tome, u bolesnika s lakšim oblikom HVBS-a je pronađena deregulacija samo za miR-21 i let-7e. Ovaj različitih profil miRNA mogao bi predstavljati prognostički marker za teža oboljenja nakon infekcije s PUUV-om. Statistička analiza razine miRNA u urinu i laboratorijskih parametara u bolesnika s HVBS-om pokazala je pozitivnu korelaciju povišenih miR-21, miR-27a i miR-127 sa serumskim razinama ureje i kreatina. Sveobuhvatno se pokazalo da infekcija i replikacija PUUV-a utječe na ekspresiju i prisutnost dijela izabranih miRNA. Unutar staničnog modela su uočene samo ograničene promjene u ekspresiji miR-21 i miR-27a nakon infekcije PUUV-om, dok su u urinu bolesnika s HVBS-om nađene promjene kod istih i dodatno drugih miRNA. Pozitivna korelacija povišenih razina miR-21, miR-27a i miR-127 sa serumskim razinama ureje i kreatina, koji su opće prihvaćeni pokazatelji težine kliničke slike HVBS-a, upućuje na mogućnost korištenja ovih miRNA kao prognostičkih biomarkera razvoja težine kliničke slike. Daljnja istraživanja morat će pokazati koliko pronađene razlike u prisutnosti ovdje istraživanih miRNA mogu poslužiti kao prognostički markeri, HVBS-a, a osobito će trebati potvrditi moguću specifičnost i ulogu let-7e. Dodatno će se trebati razjasniti i uloga miR-21 i miR-27a u raznim bubrežnih bolestima, obzirom na njihovu detekciju u brojnim različitim patološkim stanjima bubrega.