Generation and characterization of familial mediterranean fever (FMF) disease-specific induced pluripotent stem cells (iPSCs)
Ailesel Akdeniz ateşi hastalığına spesifik uyarılmış pluripotent kök hücrelerin üretimi ve karakterizasyonu
- Tez No: 414069
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Ailesel Akdeniz Atesi (FMF) otosomal resesif bir oto-inflamatuar hastalıktır. FMF, ataklar halinde görülen ateş, karın ve eklem ağrılarıyla karakterize bir immun sistem hastalığıdır. Makrofajlar bir patojen ile karşılarştıklarında, bir proinflammatuar sitokin olan IL-1β salgılayarak diğer immun hücrelerini aktive eder ve inflamasyonu başlatırlar. Sağlıklı insanların makrofajlarında IL-1β salgılanması sıkı bir şekilde kontrol edilir. Fakat FMF hastalarının makrofajları, MEFV genindeki mutasyonlardandan dolayı IL-1β salgılanmasını kontrol edemez ve sağlıklı makrofajlara göre daha fazla miktarda IL-1β salgılarlar. Uyarılmış pluripotent kök hücreler (uPKH), çoğalabilen ve üç germ tabakasındaki hücrelere farklılaşabilen kök hücrelerdir. Sahip oldukları özellikler uPKH'leri hastalık modellemesi için önemli bir kaynak haline getirmiştir. Hastalık modellemesi, genetik hastalıkların moleküler mekanizmasını anlamak, yeni ilaçlar keşfetmek ve terapide kullanabilmek için hastalıkla ilgili hücre türlerinin in vitro olarak çoğaltılmasıdır. Bir çok somatik hücrenin in vitro olarak çoğaltılması mümkün olmadığı için, hastalardan alınan somatik hücreler önce uPKH'lere programlanıp daha sonra hastalıkla ilgili istenen hücre tipine farklılaştırılır. Böylece sağlıklı ve hastalıkla ilgili mutasyonu taşıyan farklılaşmış hücreler analiz edilerek hastalıklara neden olan mekanizmalar anlaşılabilecektir. Bu tez çalışmasında, FMF hastalığını modellemek için, MEFV geninde M694V mutasyonu taşıyan FMF hastasından, hastanın sağlıklı babasından ve normal sağlıklı bir bireyden uPKH hattları üretildi. Gen integresyonu olmayan uPKH üretebilmek için somatik hücreler episomal vektörler ile yeniden programlandı. Yeniden programlanan hücrelerin uPKH olduklarını göstermek için gen ekspresyon analizi, immunofloresan boyama ve teratoma oluşturma gibi farklı karekterizasyon testleri yapıldı. Bu testler yeniden programlanan hücrelerin gerçek iPKH olduklarını gösterdi. Üretilen uPKH'leri FMF hastalığından etkilenen hücrelerden biri olan makrofaja dönüştürmek için embryoid body oluşumu, OP9 kokültürü ve virus infeksiyonu gibi farklı methodlar kullanıldı. Fakat hiçbir protokolde uygun miktarlarda makrofaj oluşumu gözlemlenmedi. Fonksiyonel makrofajların üretilmesi için yeni deneyler yapılacaktır. Sonuç olarak bu çalışmada, üretilen FMF uPKH'ler gelecekte hastalık modellemesi için kullanılabilir. Sağlıklı ve hasta uPKH'ler makrofajlara veya FMF ile ilgili diğer hücrelere, örneğin nötrofillere farklılaştırılarak FMF hastalığına neden olan mekanizmaların keşfedilmesinde kullanılabilirler. Ayrıca üretilen hücre hattları, gelecekte ilaç taramaları ve Crispr/Cas9 gibi yeni genetik mühendisliği araçları ile tedavi yöntemleri geliştirmek için de kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Familial Mediterranean Fever (FMF) is a recessively inherited auto inflammatory disease that is characterized by periodic fevers and local abdominal and joint pain. Mutations in the MEFV gene are responsible for the disease phenotype and encodes the Pyrin protein which has a role in regulating the inflammasome and the pro-inflammatory cytokine IL-1β . IL-1β is secreted by various immune cells to recruit other immune cells upon pathogen recognition. While secretion of IL-1β is strictly controlled in healthy people, immune cells of FMF patients secrete high levels of IL-1β. Even though it is demonstrated that various mutations in MEFV gene cause abnormal IL-1β secretion, the molecular basis of FMF is still unclear. To elucidate the mechanism of FMF, reliable in vitro models of the disease is needed. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are stem cells that can self-renew while retaining the ability to differentiate. The potential of differentiation, limitless proliferation and the ability to generate them in a patient-specific manner make iPSCs an important source for disease modeling. Disease modeling is the method to generate large numbers of disease-related cell types in vitro to analyze the underlying molecular mechanisms. Somatic cells of a patient can be reprogrammed into iPSCs which can then be differentiated into disease-relevant cell types. IPSC-based disease models allow for the investigation of disease-associated phenotypes by comparing healthy and patient-derived cells. Such models can also constitute in vitro platforms for the discovery of new drugs to treat the diseases in question. To develop a model of FMF, in this thesis, I generated iPSCs from an FMF patient bearing the homozygous M694V mutation and from the patient's healthy carrier parent as a control. Patient-derived fibroblasts were reprogrammed using episomal reprogramming vectors to generate integration-free iPSCs. FMF-iPSCs were characterized by gene expression analyses, immunofluorescence staining and teratoma formation assay all of which indicated that reprogrammed cells are bona fide iPSCs. To generate macrophage which is one of the FMF-relevant cell type from these iPSCs, three different methods including embryoid body formation, co-culture with OP9 cells and viral transfection have been tested but were unsuccessful. Further experiments are needed to generate in vitro derived functional macrophage from iPSCs. FMF-specific iPSCs can be used in the future studies to model this disease. Both healthy and patient iPSCs can be differentiated into FMF-related cell types including macrophages and neutrophils to discover the underlying mechanism of disease. In addition, these cells lines can be utilized in combination with drug screening and genome targeting strategies to open up new approaches to treat FMF disease.
Benzer Tezler
- Nörofibromatozis tip1 olgularında NF1 gen mutasyonlarının yeni nesil dizileme teknolojisi ile araştırılması
Investigation of NF1 gene mutations with next generation sequencing technology in neurofibromatosis type1 cases
SHAHRASHOUB SHARIFI
- Ni/ZnO nanokompozit partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz tekniğiyle üretimi
Production of Ni/ZnO nanocomposite particles via ultrasonic spray pyrolysis (USP) method
İLAYDA KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Kendi kendini onarma mekanizmasını destekleyecek disülfit bazlı tiyokzanton türevi fotobaşlatıcının sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of disulfide based thioxanthone derived photoinitiator to support self repairing mechanism
DAMLA KİMENÇE
- Functional characterization of rib-repressing activity of hox pg10 proteins
Başlık çevirisi yok
ÖZLEM AYBÜKE ISIK
- Fraktal geometri ve hidrolik pürüzlülük
The Fractal geometry and the hydraulic roughness
SAİT ALANSATAN
