Comparison of 3D skin organoid model and in vivo model for the development and treatment of herpes simplex virus type 1 infection
Herpes simpleks virüs tip 1 enfeksiyonunun gelişimi ve tedavisinde 3D deri organoid modeli ve in-vivo modelin karşılaştırılması
- Tez No: 901234
- Danışmanlar: PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Virüsler, konak hücrelerinin bileşenlerini kullanarak çoğalan ve hayatta kalan hücre içi parazitlerdir. Çift sarmallı DNA virüslerinin bir alt ailesi olan Alphaherpesvirinae içinde yer alan Herpes Simplex Virüsü Tip 1 (HSV-1), özellikle trigeminal nöronlarda ömür boyu süren latent enfeksiyonlar oluşturma yeteneğiyle tanınır. Antiviral ilaçlarda kaydedilen ilerlemelere rağmen, viral enfeksiyonları ve olası tedavileri incelemek için hâlâ güvenilir in vitro modellere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, geleneksel hayvan modellerine alternatif olarak 3D deri organoid modeli kullanılarak HSV-1 enfeksiyonunun araştırılması amaçlandı ve özellikle viral patogenez, bağışıklık yanıtları ve antiviral etkinlik üzerine odaklanıldı. Viral enfeksiyonların özellikle HSV-1 gibi duyusal nöronları hedef alan enfeksiyonlarla ilişkili nöronal özelliklerini taklit etmek amacıyla iPS hücrelerini trigeminal ganglion (TG) nöronlarına farklılaştırdık. Ortaya çıkan TG'leri kalsiyum sinyalleşmesi gibi olgunlaşmayı doğrulayan işlevsel özellikler sergiledi. Bu metodoloji, virüs ve nöron etkileşimlerini incelemek için güçlü bir altyapı sunmakta olup, trigeminal sinirlerle ilgili bozuklukların araştırılmasına ve kişiye özel tedavi planlarının geliştirilmesine kapı aralamaktadır. Sonuçlarımız, insan derisinin yapısına benzer fonksiyonel fibroblast ve keratinosit katmanlarına sahip bir deri organoid modelinin başarılı bir şekilde oluşturulduğunu göstermektedir. Bu model, HSV-1'in enfekte edilmesiyle viral çoğalmanın in-vivo koşullara uygun şekilde gerçekleştiğini göstermiştir. Ayrıca, bu sıçan modelinde asiklovir, viral replikasyonu önemli ölçüde azaltarak antiviral ilacın tedavi potansiyelini ortaya koymuştur. Bu çalışma, 3D organoid modelini, HSV-1 enfeksiyon dinamiklerinin, virüs-konak etkileşimlerinin, potansiyel tedavi seçeneklerinin araştırılmasında ve insana daha yakın sonuçların elde edilmesi açısından etkili bir platform olarak tanımlamaktadır. Hayvan modellerine göre daha uygun bir fizyolojik alternatif olduğunu doğrulayarak hem bilimsel araştırmalara hem de sağlık uygulamalarına katkıda bulunmaktadır. Bulgular, hayvan modellerinin azaltılması ve yerlerine in vitro sistemlerin kullanılmasını savunan güncel FDA yönergeleriyle uyumlu olup, antiviral tedaviler üzerine gelecekteki araştırmalar için daha etik, verimli biyomedikal modellerin geliştirilmesine zemin hazırlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Viruses are cellular machinery hijackers that reproduce and survive by feeding on the cellular components of their hosts. The Alphaherpesvirinae subfamily of DNA viruses is home to Herpes Simplex Virus Type 1 (HSV-1), which is recognized for its capacity to create latent infections that last a lifetime, especially in trigeminal neurons. In-vitro, reliable models are still required to investigate viral infections and possible treatments, even with the progress made in antiviral medicines. This study assessed the use of a 3D skin organoid model as an alternative to traditional animal models for HSV-1 infection research, with an emphasis on viral pathogenesis, immunological responses, and antiviral efficaciousness. In order to simulate the neuronal features of viral infections, particularly those affecting the sensory neuron-targeting Herpes Simplex Virus Type 1 (HSV-1), we differentiated iPSCs into trigeminal ganglion (TG) neurons. The resultant TG neurons demonstrated maturation-confirming functional characteristics, such as calcium signaling. This methodology offers a strong framework for examining interactions between viruses and neurons and opens the door to additional investigation into disorders related to trigeminal nerves as well as individualized treatment plans. Our results show the successful construction of a skin organoid model with functional layers of fibroblasts and keratinocytes that resemble human skin's architecture. The model demonstrated viral proliferation to in-vivo circumstances, indicating that HSV-1 was efficiently infected. In this rat model, acyclovir dramatically decreased viral replication, demonstrating the antiviral medication's potential for therapeutic application. This study defines the 3D organoid model as an effective platform for investigating HSV-1 infection dynamics, virus-host interactions, and potential treatment options, offering more human-relevant outcomes. By validating it as a physiologically appropriate alternative to animal models, it contributes to both scientific research and healthcare applications. The findings align with recent FDA guidelines advocating the reduction of animal models in favor of in vitro systems, paving the way for more ethical and efficient biomedical models for future antiviral research.
Benzer Tezler
- Diş hekimliğinde kullanılan konvansiyonel ve dijital görüntüleme cihazlarıyla gerçekleştirilen ışınlamalar sonucu baş-boyun bölgesindeki kritik organların almış oldukları radyasyon dozu miktarlarının karşılaştırılması
Comparison of radiation doses received by critical organs in head and neck in consequence to irradiation performed with conventional and digital imaging devices used in dentistry
HAKAN EREN
Doktora
Türkçe
2013
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiAğız, Diş ve Çene Radyolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHAT GÖRGÜN
- Üstün mekanik özelliklere sahip ipek fibroin iskeletlerinin yüksek fibroin konsantrasyonlarında üretimi
Production of silk fibroin scaffolds with remarkable mechanical properties at high fibroin concentrations
CANER AKINCI
- Dental amaçla kullanılan farklı tomografik cihazlardan absorbe edilen radyasyon dozlarının karşılaştırmalı incelemesi
Comparison of absorbed organ doses from tomographic examinations of the maxillofacial region
BETÜL İLHAN KAL
Doktora
Türkçe
2009
Diş HekimliğiEge ÜniversitesiOral Diagnoz ve Radyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NESRİN DÜNDAR
- Sepsis ön tanılı hastalarda tam kandan multipleks real time PCR ile hızlı etken tayininin konvansiyonel yöntemlerle karşılaştırılması
The comparison of the multiplex real time PCR method directly from whole blood with the conventional method for the etiological diagnosis in patients with pre-diagnosis of sepsis
GİZEM ERDOĞAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
MikrobiyolojiSağlık Bilimleri ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ESRA KARAKOÇ
- Kraniyosinostoz tanılı hastalarda endoskopik sütürektomi ve rekonstrüktif cerrahinin karşılaştırılması
Comparison of endoscopic suturectomy and reconstructive surgery in patients with A diagnosis of craniosynostosis
BARIŞ ALBUZ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2020
NöroşirürjiPamukkale ÜniversitesiBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH EGEMEN