Generation of induced pluripotent stem cell (iPSCs)-based models of Friedreich's Ataxia (FRDA)
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 648508
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Moleküler Tıp, Molecular Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Friedreich ataksisi (FRDA, OMIM#229300, ORPHA:95) en sık görülen otosomal ataksidir ve nörolojik anormaliteler, kardiyomiyopati ve artmış diyabet riski ile karakterize edilir. FXN geninin birinci intronundaki GAA·TTC üçlü baz çifti tekrarlarının artması bu hastalığın nedenidir. Bu tekrar artışları FXN kodlu frataksin protein düzeyinde azalmaya neden olmaktadır. Frataksin, hücreiçi demir-kükürt küme üretemine katılan ve demir depolayan küçük bir mitokondriyal proteindir. Frataksinin işlevi ve GAA·TTC tekrarlarının artışının frataksin protein düzeyini nasıl azalttığı tam olarak bilinmemektedir. Bu nedenle, FRDA'nın moleküler mekanizmalarını açıklamak için in vitro modeller gereklidir. Uyarılmış pluripotent kök hücreler (uPKH), hastaların somatik hücrelerinin embryonik hücre benzeri bir duruma yeniden programlanması yoluyla üretilebilir. uPKH'ler, nörodejeneratif hastalıklar gibi birçok hastalığın in vitro modellenmesinde kullanılırlar. Bu çalışmada, bu hastalığı in vitro incelemek ve yeni potansiyel terapötik ilaçları test etmek için FRDA'nın uPKH tabanlı modellerini üretmeyi amaçladık. uPKH hatları 4 FRDA hastasının fibroblastlarından ve 2 sağlıklı kontrol bireyden üretildi. uPKH hatlarının tümü, plüripotentliğe bağlı genlerin RNA ve protein seviyesindeki ekspresyonları ve ayrıca embriyoid cisim oluşumu deneyleri ile karakterize edildi. FRDA hastaları arasında en yaygın ölüm nedeni hipertrofik kardiyomiyopatidir. Bu sebeple oluşturulan hastaya özgü ve kontrol uPKH'leri bu hastalığı in vitro modellemek için kardiyomiyositlere farklılaştırılmıştır. Kardiyomiyositlere özgü genlerin ekspresyonu ve farklılaşmış kardiyomiyositlerin atım davranışı; qPCR analizi, immünofloresan boyamaları ve atım bölgelerinin canlı hücre görüntülemesi ile doğrulanmıştır. FRDA hastalarından toplanan fibroblastlardaki düşük FXN gen seviyesi, FRDA uPKH'lerinden üretilen kardiyomiyositlerde de korunmuştur. Bunlar bir arada ele alındığında, bu sonuçlar hem FRDA hastalarından hem de sağlıklı bireylerden üretilen uPKH'lerinin pluripotent olduğunu ve FRDA'yı in vitro modellemek için FRDA uPHK'lerinden üretilen kardiyomiyositlerin kullanılabileceğini göstermiştir. Bu in vitro model, FRDA'nın mekanizmaları hakkında bilgi edinmek ve FRDA ile ilişkili hipertropik kardiyomiyopati için yeni terapötik stratejileri test etmek için faydalı bir platform olabilir.
Özet (Çeviri)
Friedreich's ataxia (FRDA, OMIM#229300, ORPHA:95) is the most common autosomal recessive ataxia and is characterized by progressive neurological abnormalities, cardiomyopathy, and increased risk of diabetes mellitus. GAA·TTC triplet repeat expansions in the first intron of FXN gene are responsible for this disease. These expansions cause a reduction in FXN encoded frataxin protein. Frataxin is a small mitochondrial protein involved in the biosynthesis of iron-sulfur clusters (ISCs) and iron storage. The function of frataxin and how GAA·TTC expansions reduce frataxin protein levels are not entirely known. Therefore, to elucidate the molecular mechanisms of FRDA, in vitro models are necessary. Induced pluripotent stem cells (iPSCs) can be generated through the reprogramming of patients' somatic cells to an embryonic-like state. iPSCs can be used to model various diseases such as neurodegenerative diseases in vitro. In this study we generated iPSCs-based models of FRDA so that the disease can be studied in vitro and new potential therapeutic drugs can be tested. iPSCs lines were generated from fibroblasts of 4 FRDA patients, as well as 2 healthy control individuals. All 6 iPSCs lines were characterized with respect to expression of pluripotency-related genes at the RNA and protein level as well as, embryoid body formation assay. As hypertrophic cardiomyopathy is the most common cause of death among FRDA patients, the resulting patient-specific and control iPSCs were differentiated into cardiomyocytes to model this disease in vitro. Expression of cardiomyocyte-specific genes and beating behavior of the differentiated cardiomyocytes were validated by qPCR analysis, immunofluorescence, and live-cell imaging. Reduced FXN levels in fibroblasts collected from FRDA patients were retained in the FRDA iPSCs-derived cardiomyocytes. Taken together, these results showed that the iPSCs derived from both FRDA patient samples and healthy individuals are pluripotent, and FRDA iPSCs-derived cardiomyocytes can be generated to model FRDA in vitro. This in vitro model can be a useful platform to gain insights into the mechanisms of FRDA and to test new therapeutic strategies for FRDA-related hypertrophic cardiomyopathy.
Benzer Tezler
- 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
KEREM FİDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyolojiKoç ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Generation of a CRISPR/Cas based genome editing system for MEFV gene in familial mediterranean fever-specific induced pluripotent stem cells
Ailesel Akdeniz ateşine özgü uyarılmış pluripotent kök hücrelerdeki MEFV geni için CRISPR/Cas temelli genom yazılım sisteminin oluşturulması
GÜLNİHAL KAVAKLIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
GenetikKoç ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. TEVFİK TAMER ÖNDER
- Üç boyutlu organoid kültür temelli çip-üstü-rett sendromu modeli geliştirilmesi
Development of three dimensional organoid culture based rett syndrome-on-a-chip model
PELİN SAĞLAM METİNER
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
PROF. DR. ŞERİFE ESRA ERDAL BAĞRIYANIK
- Generation and characterization of induced pluripotent stem cell lines from multiple sclerosis patients and healthy individuals
Multipl skleroz hastalarından ve sağlıklı bireylerden uyarılmış pluripotent kök hücre hatlarının üretimi ve karakterizasyonu
ONUR CAN BEGENTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERKAN KİRİŞ
- Generation of human induced motor neurons from patients with BVVL harboring novel neurodegeneration causing mutation
Nörodejenerasyona yol açan yeni bir gen mutasyonu taşıyan BVVL hastalarına ait indüklenmiş motor nöronların oluşturulması
DENİZ ATA
Doktora
İngilizce
2022
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEVFİK TAMER ÖNDER
DOÇ. DR. ATAY VURAL