Erken başlangıçlı Tay-Sachs hastalığı fare modelinde hücresel patolojinin araştırılması

Abstract

Sialidaz enzimleri glikolipid ve glikoproteinlerin yapısında bulunan sialik asitleri uzatlaştırarak çeşitli hücresel olayları kontrol eden glikohidrolitik enzimlerdir. Memeli hücrelerinde 4 farklı sialidaz enzimi bulunmaktadır. Bunlar lizozomal (Neu1), sitosolik (Neu2), hücre zar sialidazı (Neu3) ve lizozomal sialidaz (Neu4) olarak isimlendirilirler. Neu4 ilk kez klonlanarak biyokimyasal özellikleri tanımlanmış ve in vitro şartlarda bu enzimin asitik pH?da GM2 gibi glikolipid grubundaki gangliosidlere karşı aktivitesi olduğunu gösterilmiştir (Seyrantepe ve ark., 2004). Bir başka çalışmada ise GM2 gangliosidosis olarakta bilinen Tay-Sachs hastalarına ait nöroglia hücrelerine Neu4 kodlayan plasmidin aktarılması sonucu lizozomlarda biriken GM2 gangliosid?inin Neu4 tarafından yıkıldığı ve hücrelerde görülen patolojinin ortadan kalktığı gösterilmiştir (Seyrantepe ve ark., 2008). In vitro şartlarda sialidaz enzimlerinin GM2 gangliosid?ini yıktığı bilinmekle birlikte, fenotip bulgusu bulunmayan TaySachs hastalığı fare modelinde (Hexa-/-) gangliosid yıkım yolağında in vivo olarak sialidazların nasıl bir rol oynadığı bilinmemektedir. Bu amaçla Neu4 eksikliği olan fareler (Neu4-/-) yaratılmış (Seyrantepe ve ark, 2008) ve ß-hekzosaminidaz A eksikliği olan TaySachs fare modeli (Hexa-/-) ile çiftleştirilerek Hexa-/-Neu4-/- fare modeli elde edilmiştir. Bu farelerin bir bölümünde epilepsi gibi Tay-Sachs hastalık bulguları ve beyin dokusunda anormal GM2 gangliosid birikimi tesbit edilmiştir (Seyrantepe ve ark, 2010). Farelerin tümünde epilepsi görülmemesi Neu4?un modife edici bir gen ürünü olduğunu ve Neu3 gibi diğer sialidazların gangliosid yıkım yolağında rolü olabileceğini düşündürmüştür. Bu hipotezi test etmek amacı ile yaratılan Hexa-/-Neu3-/- farelerde ise beklenmedik şekilde erken başlangıclı Tay-Sachs hastalığı fenotip bulguları vardır. Bu farelerde 3-4 aylıkken ataksi ve tremor gibi nörolojik bulgular gözlenmektedir ve Tay-Sachs hastalığın şimdiye kadar yaratılmış ilk ve tek modeli olma özelliğini taşımaktadır. 4.5 aylıkken aniden ölen bu yeni fare modelinde beyin ve organlarda anormal GM2 gangliosid ve diğer gangliosidlerin biriktiği tesbit edilmiştir ve bu birikimin hücresel patholoji üzerine etkisi araştırma projesinin konusunu oluşturmaktadır. Projemizde farelerde elde edilen farklı beyin bölgelerinde (serebral korteks, beyincik, hipokampüs ve hipotalamus) ve fibroblast hücrelerinde apoptoz, otofaji, reaktif oksijen türleri yanı sıra ikincil lipid metabolizması araştırılmıştır. Elde edilecek sonuçlar ölümcül bir çocukluk çağı hastalığı olan ve ülkemizdede sıklıkla rastlanan Tay-Sachs hastalığının hücresel patolojisinin daha iyi anlaşılmasını sağlayacak ve yağ metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynadığı düşünülen Neu3 sialidazı hedeflendiği yeni ilaç ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesine öncelik edecektir.