Sars-CoV-2 spike/s1 proteini, nöropilin-1 ve toll benzeri reseptör 4 inhibitörlerinin sinir sistemindeki farklı fizyolojik süreçlerde etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of sars-CoV-2 spike/s1 protein, neuropilin-1 and toll-like receptor 4 inhibitors on different physiological processes in the nervous system
- Tez No: 896551
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ESİN AKBAY ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Fizyoloji, Nöroloji, Biology, Physiology, Neurology
- Anahtar Kelimeler: SARS-CoV-2, Spike proteini, Nöropilin-1, Toll Benzeri Reseptör 4, Nörojenez, Aksonal büyüme, Nöroproteksiyon, Nöronal göç, SARS-CoV-2, Spike protein, Neuropilin-1, Toll-like receptor 4, Neurogenesis, Axonal growth, Neuroprotection, Neuronal migration
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
2019 yılı itibariyle pandemiye neden olmuş olan Şiddetli Akut Solunum Sendromu-2 (SARS-CoV-2)'nin sinir sistemi işleyişinde bozukluklara sebep olduğu bildirilmiştir. Ek olarak, yapılan az sayıda çalışmada SARS-CoV-2 Spike proteininin alt birimlerinden biri olan S1 proteininin sinir sisteminde doğrudan ya da dolaylı olarak fizyolojik bozukluklar meydana getirdiği tespit edilmiştir. Yapılan bu tez çalışması kapsamında, SARS-CoV-2 Spike/S1 proteini ve hedef reseptörleri olduğu bildirilmiş olan Nöropilin-1 (Nrp-1) ve Tollbenzeri Reseptör 4 (TLR4) inhibitörlerinin nöronal hücreler üzerindeki fizyolojik etkileri araştırılarak tartışılmıştır. Bu amaçla, öncelikle L929 ve T98G hücre hatları üzerindeki sitotoksik deneylerle maddelerin uygun konsantrasyonları belirlenmiştir. Bu aşamayı takiben maddelerin etkinliklerini araştırmak üzere, SH-SY5Y hücreleri kullanılmıştır. Maddelerin hem direkt hem de kombine bir şekilde uygulanmasının nöronal farklılaşma potansiyeli (nörojenez) üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bunun yanı sıra, maddelerin aksonal büyüme üzerindeki etkilerini tespit etmek üzere farklılaşma aşamasının 1, 3, 5 ve 7. günlerinde aksonal morfoloji incelenmiştir ve aksonal uzantılar ölçülerek karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda maddelerin nöronlara farklılaştırılmış SH-SY5Y hücrelerindeki nöroproteksiyon sürecine etkileri değerlendirilmiştir. Bunun yanında, maddelerin bir sinir hasarı sonrasındaki ii iyileşmeye olan etkileri ve bir transwell sistemindeki nöronal göç sürecine etkileri incelenmiştir. Elde edilen veriler, SARS-CoV-2 Spike/S1 proteininin Nrp-1'in fonksiyonlarında Nrp-1 inhibitörüne benzer etkiler yaptığını göstermiştir. S1 proteininin Nrp-1 inhibitörüyle benzer şekilde, nöronal farklılaşmayı olumsuz etkilediği, aksonal büyümeyi zamana bağlı olarak yavaşlattığı, nöroproteksiyonu zamanla doğru orantılı bir şekilde bozduğu ve apoptozu indüklediği, sinir hasarı iyileşmesi üzerinde olumsuz etkiye sebep olduğu, aynı zamanda hücre adezyonunu ve nöronal göçü olumsuz yönde etkilediği tespit edilmiştir. Buna karşın, S1 proteininin diğer bir hedef reseptörü olan TLR4'ün TAK242 ile bloke edilmesinin bu süreçlerde S1 ve EG00229 ile benzer bir etkisi olmamıştır. Ek olarak, Nrp-1 ve TLR4 reseptörlerinin sinir sistemindeki bazı fizyolojik süreçlerde birbirleriyle doğrudan ya da dolaylı olarak ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Tüm bunlarla beraber, EG00229 zaman ve miktar parametrelerine bağlı olarak S1'in olumsuz etkilerini önlemiştir. Tüm sonuçlar birlikte ele alındığında, SARS-CoV-2'nin ya da sinir sistemine sızan S1 proteininin, sinir sistemindeki patofizyolojik etkilere Nrp-1 fonksiyonunu bozarak doğrudan sebep olabileceği görülmüştür. Elde edilen bulgular, SARS-CoV-2'nin sinir sistemindeki hasarlarını önlemek için tasarlanabilecek ilaç ya da teröpatik ajan çalışmalarına ışık tutacaktır.
Özet (Çeviri)
As of 2019, Severe Acute Respiratory Syndrome-2 (SARS-CoV-2), which caused the pandemic, has been reported to cause disorders in the functioning of the nervous system. In addition, a small number of studies have found that the S1 protein, one of the subunits of the SARS-CoV-2 Spike protein, directly or indirectly causes physiological disorders in the nervous system. Within the scope of the thesis study, the physiological effects of Neuropilin-1 (Nrp-1) and Toll-like Receptor 4 (TLR4) inhibitors, which have been reported to be one of the units of SARS-CoV-2 Spike/S1 protein and its target receptors, on neuronal cells were discussed. For this purpose, the appropriate concentrations of the substances were first determined by cytotoxic assays on L929 and T98G cell lines. Following this step, to investigate the effects of the substances on neuronal processes, appropriate experimental groups were established with the physiological identities of SH-SY5Y cells, both at the neuroblastoma stage, neuronal differentiation stage and after differentiation into neuronal cells. The effects of both direct and combined administration of the substances on neuronal differentiation potential (neurogenesis) were examined. We also evaluated the effects of the substances on the neuroprotection process in SH-SY5Y cells differentiated into neurons. In iv addition, the effects of the substances on the recovery after a nerve injury and on the neuronal migration process in a transwell system were analyzed. The data obtained showed that the SARS-CoV-2 Spike/S1 protein exerts similar effects on the functions of Nrp-1 as the Nrp-1 inhibitor. Similar to Nrp-1 inhibitor, S1 protein was found to negatively affect neuronal differentiation, slow down axonal growth in a timedependent manner, impair neuroprotection in a time-dependent manner, induce apoptosis, have a negative effect on nerve injury recovery, and negatively affect cell adhesion and neuronal migration. In contrast, blocking TLR4, another target receptor of S1 protein, with TAK242 did not have a similar effect on these processes as S1 and EG00229. In addition, Nrp-1 and TLR4 receptors have been found to be directly or indirectly related to each other in some physiological processes in the nervous system. Nevertheless, EG00229 prevented the negative effects of S1 depending on time and quantity parameters. Taken together, the results suggest that SARS-CoV-2 or S1 protein infiltrating the nervous system may directly cause pathophysiological effects in the nervous system by disrupting Nrp-1 function. The findings will shed light on the studies of drugs or therapeutic agents that can be designed to prevent the damages of SARS-CoV-2 in the nervous system.
Benzer Tezler
- Design of short peptides targeting the interaction between SARS-CoV-2 and human ACE2
SARS-CoV-2 spike ve insan ACE2 arasındaki etkileşimi hedefleyen kısa peptitlerin tasarımı
NUMAN NUSRET USTA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEFER BADAY
- Exploring the conformational transition between closed and open states of the sars-CoV-2 spike glycoprotein using molecular dynamics simulations
Sars-CoV-2 spike glikoproteininin kapalı ve açık halleri arasındaki konformasyonel geçişin moleküler dinamik simülasyonları kullanılarak araştırılması
CEREN KILINÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT GÜR
- Predicting novel small inhibitors of SARS-CoV-2: Targeting SARS-CoV-2 spike protein, human ACE2 protein and SARS-CoV-2 NsP16 via molecular docking
SARS-CoV-2 için yeni küçük inhibitör moleküllerin tahmini: Moleküler yanaştırma yöntemiyle SARS-CoV-2 spike proteini, insan ACE2 proteini ve SARS-CoV-2 NsP16 hedeflenmesi
ONUR ÖZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERT GÜR
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEFER BADAY
- Investigating the SARS-COV-2 specific antibody response in convalescent pediatric COVID-19 patients
COVİD-19 tanısı alıp iyileşmiş pediatrik hastalarda SARS-COV-2'ye karşı spesifik antikor cevabının araştırılması
FATMA ÖYKÜ ELASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYÇA SAYI YAZGAN
- SARS-CoV-2 varyantlarında spike protein reseptör bağlanma bölgelerinin analizi
Analysis of spike protein receptor binding domains in SARS-CoV-2 variants
EMRE CAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK BALIK