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
- Tez No: 688162
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERKAN KİRİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Multipl Skleroz (MS), merkezi sinir sisteminde (CNS) nörodejenerasyon ile sonuçlanan inflamasyon, demiyelinizasyon ve aksonal hasar ile karakterize otoimmün bir hastalıktır. Relapsing-remitting MS (RRMS), 2 milyondan fazla kişiyi etkilediği bilinen, hastalığın en yaygın şeklidir ve hastalığın prevalansı dünya çapında artış göstermektedir. Tedavisi olmayan kronik bir hastalık olan RRMS, aniden ortaya çıkan sporadik ataklarla tekrarlayan-düzelten bir formda kendini göstererek nörolojik işlev bozukluğuna neden olur ve hemen akabinde tüm semptomların aniden kaybolduğu bir iyileşme evresiyle devam eder. MS başlangıcına/ilerlemesine neden olan veya katkıda bulunan faktörler iyi anlaşılmamış olsa da önceki literatür, Epstein-Barr virüsü, sigara ve Vitamin D eksikliği dahil olmak üzere hastalığın etiyolojisi için birçok potansiyel risk faktörünü sebep göstermektedir. RRMS'de yer alan bir diğer potansiyel risk faktörü cinsiyettir. Epidemiyolojik çalışmalar, MS'nin kadınlarda daha sık görülen cinsel açıdan yanlı bir hastalık olduğunu kuvvetle önermektedir. Ayrıca hastalığın ilerlemesi ve şiddeti cinsel olarak dimorfik görünmektedir, öyle ki hastalığın ilerlemesi ve semptomları erkeklerde daha kötü seyrederken, kadınlarda daha inflamatuvardır. Daha da önemlisi, araştırmalar cinsiyete bağlı faktörlerin ötesinde biyolojik cinsiyet farklılıklarının RRMS'de çok önemli olabileceğini düşündürmektedir; ancak, biyolojik cinsiyet farklılıklarının hastalığın başlamasını veya ilerlemesini nasıl etkilediği bilinmemektedir. MS'nin ayırt edici özelliği, CNS'deki aksonların etrafındaki miyelin kılıfının kaybı olarak bilinen demiyelinizasyondur. Oligodendrositler, CNS'deki aksonlara miyelin kılıfı oluşturan glial hücrelerdir. MS'deki otoimmün yanıtın, sonunda nörodejenerasyona yol açan oligodendrositlerin hasar görmesine ve potansiyel olarak ölümüne yol açtığı iyi bilinmektedir. MS için mevcut terapötik yaklaşımlar, yalnızca otoimmün atakların neden olduğu semptomları ortadan kaldırmakla sınırlıdır. Bu tür hastalık modifiye edici tedaviler, otoimmün atakları bastırmaya ve nihayetinde atakların sıklığını düşürmeye yardımcı olurken, yeniden miyelinizasyonu ve/veya nörorejenerasyonu indükleyecek mevcut terapötikler bulunamaktadır. Açıkçası, MS'de immünosupresyonun yanı sıra remiyelinizasyon ve nörogenezi indükleyecek daha gelişmiş yaklaşımlara ihtiyaç vardır. Mevcut immünosupresif ilaçları tamamlamak üzere remiyelinizasyonu indükleyebilecek etkili terapötik seçenekler geliştirmek için remiyelinizasyondaki hücresel süreçlerin daha iyi anlaşılmasına ihtiyaç vardır. Bu tür çalışmaları kolaylaştırmak için mekanizma ve ilaç keşif çalışmalarında güvenilir model sistemler gereklidir. İnsan uyarılmış pluripotent kök hücreler (iPSC'ler) tabanlı yaklaşımlar bu tür sistemleri sağlayabilir. Doğaları ve üç embriyonik germ tabakasından olası her hücre tipini oluşturma yetenekleri nedeniyle, artık hastaların somatik hücrelerinden hastaya özel hücre tipleri oluşturmak için kolaylıkla üretilebilirler. Bir kez oluşturulduktan sonra, iPSC'ler, özellikle CNS hastalık modellemesi için, normalde canlı bir organizmadan elde edilmesi çok zor olan birtakım hücreleri elde etmek için kullanılabilir. Gerçekten de çok sayıda çalışma, iPSC'lerin nöronal ve glial hücrelere başarılı bir şekilde farklılaştırılabileceğini ve daha da önemlisi, bu tür hücrelerin kültürde hastalığa özgü fenotipler sergilediğini göstermiştir. MS için de iPSC'ler çeşitli gruplar tarafından oluşturulmuştur ve hastalık özelliklerini sergilemeleri, bu hücrelerin MS çalışmaları için kullanılabileceğini düşündürmektedir. Bu tezdeki ana amaç, gelecekteki çalışmaları kolaylaştırmak için erkek ve kadın hastalardan ve eşleştirilmiş kontrollerden iPSC hatları oluşturmak ve tam olarak karakterize etmektir. Bu amaca yönelik olarak yaş ve cinsiyet uyumlu RRMS hastalarından (3 kadın ve 3 erkek) ve 6 sağlıklı bireyden (3 kadın ve 3 erkek) kan örnekleri alınarak ve Periferik Kan Mononükleer Hücreleri (PBMC'ler) izole edilmiştir. Ardından, PBMC'ler Sendai virüsü tabanlı yeniden programlama yöntemi kullanılarak yeniden programlanmış ve toplam 12 iPSC hattı oluşturularak ve pluripotent özellikleri deneysel olarak karakterize edilmiştir. Oluşturulan iPSC hatları, RRMS'yi modellemek için mükemmel araçlar olarak hizmet edecek ve cinsiyete özgü farklılıkları ve remiyelinizasyonu yöneten mekanizmaları anlamak adına çok sayıda farklı yaklaşımı test etmemizi sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Multiple Sclerosis (MS) is an autoimmune disease characterized by inflammation, demyelination, and axonal damage resulting in neurodegeneration in the central nervous system (CNS). Relapsing-remitting MS (RRMS) is the most common form of the disease known to affect more than 2 million individuals globally, and the prevalence of the disease is increasing worldwide. As a chronic condition without a cure, RRMS manifests in a relapsing-remitting form with sporadic attacks suddenly appearing, causing neurological dysfunction to proceed by a recovery phase where all symptoms suddenly disappear. Although the factors causing or contributing to MS initiation/progression are not well understood, previous literature has implicated many potential risk factors for the etiology of the disease, including Epstein-Barr virus, smoking, and Vitamin D deficiency. Another potential risk factor implicated in RRMS is sex. Epidemiological studies strongly suggest that MS is a sexually biased disease that is more common in females. Moreover, the disease progression and severity appear to be sexually dimorphic since the progression and the symptoms are worse in males; however, more inflammatory in females. Importantly, research suggests that biological sex differences beyond gender-related factors may be crucial in RRMS; however, how biological sex differences affect the disease initiation or progression remain unknown. The hallmark of MS is demyelination, which is the loss of the myelin sheath around axons in the CNS. Oligodendrocytes are the glial cells generating myelin sheath to axons in CNS. It is well established that autoimmune response in MS leads to damage and potentially loss of oligodendrocytes, eventually leading to neurodegeneration. Current therapeutic approaches for MS are only limited to eliminating the symptoms caused by the autoimmune attacks. While such disease-modifying therapies help suppress autoimmune attacks and eventually lower the frequency of attacks, there are no available therapeutics to induce remyelination. Clearly, there is a need for more advanced approaches in MS that would induce remyelination besides immunosuppression. To develop effective therapeutic options that can induce remyelination to complement existing immunosuppressive drugs, a better understanding of cellular processes in remyelination is needed. To facilitate such studies, reliable model systems are necessary for mechanism and drug discovery studies. Human induced pluripotent stem cells (iPSCs) based approaches can provide such systems. Due to their nature and ability to form every possible cell type from the three embryonic germ layers, they can now be easily generated from patients' somatic cells to generate patient-specific cell types. iPSCs can be utilized to obtain cell types that are normally very hard to obtain on a large scale, especially for CNS disease modeling. Indeed, numerous studies have demonstrated that iPSCs can be successfully differentiated to neuronal and glial cells, and importantly such cells exhibit disease-specific phenotypes in culture. MS iPSCs have also been generated by various groups, and cells differentiated from the iPSCs exhibit disease characteristics, suggesting that these cells can be utilized for MS studies. The main goal in this thesis was to generate and fully characterize iPSC lines from male and female patients and matched controls to facilitate future studies. Towards this goal, blood samples were obtained from age, and sex-matched RRMS patients (3 females and 3 males) and 6 healthy individuals (3 females and 3 males) and Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) were isolated. Following, the PBMCs were reprogrammed using Sendai virus-based reprogramming method, and a total of 12 iPSC lines were established, and their pluripotent characteristics were experimentally characterized. The established iPSC lines will serve as excellent tools for modeling RRMS, enabling us to test multiple approaches to understand the mechanisms governing sex-specific differences and remyelination.
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
- 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
- İnsan fibroblast hücrelerinin viral olmayan taşıyıcı kullanılarak yeniden programlanması ve elde edilen IPSClerin kardiyomiyositlere farklandırılması
Reprogramming of human fibroblast cells to IPSC using a non-viral carrier and differantiating cardiomyocyte
HANİFE SEVGİ VARLI MA
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NELİSA TÜRKOĞLU
- Generation of pancreatic beta cell-like insulin-producing cells from induced pluripotent stem cells
Başlık çevirisi yok
BÜŞRA ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
GenetikAkdeniz ÜniversitesiGen ve Hücre Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHTER DİLŞAD ŞANLIOĞLU
- The role of autophagy in pluripotent stem cell-derived ocular structures
Otofajinin pluripotent kök hücre kaynaklı oküler yapılardaki rolü
GAMZE KOÇAK
Doktora
İngilizce
2024
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN GÜVEN