Synthetic biology approaches in the treatment of spinal muscularatrophy: In vitro investigation of the effects of combined xeno-nucleic acid /DNA antisense oligonucleotides (XNA/DNA-ASO) on SMN2 gene expression and cell viability
Spinal musküler atrofi tedavisinde sentetik biyoloji yaklaşımları: Kombine xeno-nükleik asit/DNAantisens oligonükleotidlerinin (XNA/DNA-ASO) SMN2 gen ekspresyonu ve hücre canlılığı üzerindeki etkilerinin ın vitro araştırılması
- Tez No: 940741
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN TAŞTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Spinal Musküler Atrofi (SMA), Survival Motor Neuron (SMN) proteininin yetersiz üretimi nedeniyle motor nöronların kaybı ile karakterize ciddi bir nörodejeneratif hastalıktır. Bu eksiklik temel olarak SMN1 genindeki mutasyonlardan kaynaklanır ve SMN2 geninin 7. ekzonunun dahil edilmesiyle kısmi olarak telafi edilir. Nusinersen (ticari adı SPINRAZA®) gibi geleneksel antisens oligonükleotidler (ASO'lar), ekzon 7'nin dahil edilmesini teşvik etmek ve SMN protein seviyelerini artırmak için SMN2 'yi hedef almıştır. Ancak son çalışmalar, yeni ASO tasarımlarının, özellikle de Xeno Nükleik Asit/DNA-ASO (XNA/DNA-ASO) yapılarının daha fazla etkinlik ve stabilite sunabileceğini göstermektedir. Bu tez, SMA Tip II fibroblast modellerinde SMN2 ekzon 7 inklüzyonunu yukarı regüle etmede, SMN protein ekspresyonunu artırmada ve hücre canlılığını iyileştirmede XNA/DNA-ASO'ların ve RNA-ASO'ların karşılaştırmalı etkinliğini araştırmaktadır. Spesifik olarak, yeni tasarlanan iki XNA/DNA-ASO bileşiği, MERLiNA ve GENLiNA, SMN protein seviyeleri, hücre canlılığı (MTT testi) ve apoptoz (Annexin V/PI boyama) gibi temel parametrelere odaklanarak Nusinersen ile birlikte değerlendirilmiştir. Bulgular, XNA/DNA-ASO'ların, özellikle de 100 nM konsantrasyonundaki MERLiNA'nın, SMN ifadesini önemli ölçüde artırırken, Nusinersen'e kıyasla daha düşük apoptoz seviyelerini ve daha yüksek hücre canlılığını koruduğunu ortaya koymuştur. Bu sonuçlar, XNA/DNA-ASO teknolojilerinin SMA tedavilerini iyileştirmek için umut verici bir terapötik yolu temsil ettiğini ve mevcut RNA tabanlı ASO tedavilerine göre stabilite ve etkinlik açısından potansiyel avantajlara sahip olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, bu yeni bileşiklerin terapötik potansiyeline ilişkin daha ileri preklinik ve klinik araştırmaların önünü açmaktadır.
Özet (Çeviri)
Spinal Muscular Atrophy (SMA) is a severe neurodegenerative disease characterized by the loss of motor neurons due to insufficient production of Survival Motor Neuron (SMN) protein. This deficiency primarily arises from mutations in the SMN1 gene, with the SMN2 gene providing partial compensation through the inclusion of exon 7. Traditional antisense oligonucleotides (ASOs), such as Nusinersen (trade name SPINRAZA®), have targeted SMN2 to promote exon 7 inclusion and increase SMN protein levels. However, recent studies suggest that novel ASO designs, particularly Xeno Nucleic Acid/DNA- ASO (XNA/DNA-ASO) constructs, may offer enhanced efficacy and stability. This thesis investigates the comparative efficacy of XNA/DNA-ASOs and RNA-ASOs in upregulating SMN2 exon 7 inclusion, increasing SMN protein expression, and improving cell viability in SMA Type II fibroblast models. Specifically, two newly designed XNA/DNA-ASO compounds, MERLiNA and GENLiNA, were evaluated alongside Nusinersen, focusing on key parameters such as SMN protein levels, cell viability (MTT assay), and apoptosis (Annexin V/PI staining). The findings revealed that XNA/DNA-ASOs, particularly MERLiNA at 100 nM concentration, significantly enhanced SMN expression while maintaining lower apoptosis levels and higher cell viability compared to Nusinersen. These results suggest that XNA/DNA-ASO technologies represent a promising therapeutic avenue for improving SMA treatments, with potential advantages over existing RNA-based ASO therapies in terms of stability and efficacy. This work paves the way for further preclinical and clinical investigations into the therapeutic potential of these novel compounds.
Benzer Tezler
- Use of neural stem cells differentiated from human iPS cells and tissue scaffolds obtained by 3D bioprinting of different nanomaterials in neural regeneration
İnsan uPK hücrelerinden farklılaştırılmış nöral kök hücreler ve farklı nanomalzemelerin 3-boyutlu biyobaskılanması ile elde edilen doku iskelelerinin nöral rejenerasyonda kullanımı
CANSU GÜRCAN KARATEPE
Doktora
İngilizce
2025
BiyolojiAnkara ÜniversitesiDisiplinlerarası Kök Hücre ve Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AÇELYA YILMAZER AKTUNA
- Sanal tarama ve çok boyutlu moleküler modelleme yöntemleri ile p53-MDM2 potansiyel inhibitörlerinin belirlenmesi
Identification of p53-MDM2 potential inhibitors with virtual screening and multidimensional molecular modeling methods
GÜLŞAH AYDIN
Doktora
Türkçe
2020
Biyofizikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
PROF. DR. SERDAR DURDAĞI
- Biotechnological drug platforms
Biyoteknolojik ilaç platformları
RECEP ERDEM AHAN
Doktora
İngilizce
2023
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Synthetic genetic circuits to monitor nanomaterial triggered toxicity
Nanomalzeme kaynaklı toksisitenin gözlemlenmesi için tasarlanan sentetik gen devreleri
BEHİDE SALTEPE
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Peptide based ligand discovery to prevent protein aggregation in neurodegenerative disease conditions
Nörodejeneratif hastalık koşullarında agregasyonu önlemek için peptit temelli ligand keşfi
ÖZGE BEĞLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyokimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER