Lentiviral vektör aracılıklı GDNF uygulamasının omurilik hasarı sonrası patofizyolojik süreçlerdeki rolleri

Abstract

Nörotrofik faktörler, merkezi sinir sistemi hasarlarından sonra artış göstererek nöronların canlı kalmasına ve iyileşme sürecine katkıda bulunan endojenöz proteinlerdir. Diğer özelliklerinin yanı sıra, nörotrofik faktörlerin sinir sistemi üzerindeki en etkin görevlerinden biri de nörojenez, aksonların yeniden sinaps yapması, olayına etki göstermeleridir. Glial Türevli Nörotrofik Faktör (GDNF) ailesinin üyesi olan GDNF molekülü, ailenin diğer üyelerinden (neurturin, artemin ve persephin) yapısal olarak farklılık gösterir. GDNF molekülü Reseptör Tirozin Protein Kinaz (RET) yokluğunda da diğer üyelerden farklı olarak GFRα1 reseptörü ile birlikte sinyal oluşturmaya devam etmektedir. Bu özellik sayesinde GDNF molekülü RET'den bağımsız olarak da sinyal oluşturmaya devam ederek motor nöronların canlılığını desteklemesinin yanında sempatik ve parasempatik nöronlarda ise büyümeyi düzenlemektedir. Yapılan çalışmalar, özellikle omurilik hasarı sonrasında, GDNF molekülünün akson rejenerasyonu üzerinde pozitif etkilerinin olduğunu göstermektedir. Bütün bu özellikler ve elde edilen veriler ışığında GDNF molekülünün omurilik hasarı ve diğer nörodejeneratif rahatsızlıklarda terapötik bir ajan olarak kullanılabileceğini düşündürmektedir. Bu tezde, GDNF molekülünün lentiviral yöntemlerle dokuda ifadesinin arttırılmasının, omurilik hasarı üzerinde uzun dönem etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, travmatik omurilik hasarını taklit eden bir model olan yarı kesi hasar modeli kullanılmıştır. Deneylerde 8-10 haftalık Balb/c farelere Torakal 9 (T9) ve Lumbal 2 (L2) seviyelerinden virüs enjeksiyonu yapılmasının ardından T12 seviyesinde omurilik hasarı oluşturulmuştur. Hasar sonrasında farelerin fonksiyonel iyileşmeyi ölçen testler ile, hücresel sağ kalımı ve oluşan atrofi miktarlarını gösteren analizler yapılmıştır. Bunların sonucunda, GDNF molekülünün özellikle hasar sonrasında, uzun dönemde motor koordinasyonu düzenleyip fonksiyonel iyileşmesini arttırdığı gibi hücresel sağ kalımda da etkili olduğunu destekleyen bulgulara ulaşılmıştır.

Neurotrophic factors are endogenous proteins that contribute to help neuronal survival and functional recovery processes after brain and spinal cord injuries. Among all the other substantial roles of neurotrophic factors, the most prominent one is to affect the neurogenesis. Glial Cell Line- Derived Neurotrophic Factor (GDNF) family of ligands (GFL) consist of four neurotrophic factors, including neurturin, artemin, persephin and GDNF. Herein, GDNF molecule vary from the other members structurally by having a Receptor Tyrosine Protein Kinase (RET) independent signalling pathway. Having this property, by continuous signalling even in the absence of RET, GDNF can support motor neurons survival, regulate sympathic, parasympathic structural development. Studies elucidated that GDNF molecule possesses positive effects on axon regeneration specifically following spinal cord injury. Considering all these aspects, studies give us clues that GDNF molecule may be used as a therapeutic agent for the treatments of spinal cord injuries and other neurodegenerative diseases. In this project, it was aimed to investigate the long-term effects of GDNF expression, which was increased by lentiviral vectors in mice spinal cord tissue. Depending on this aim, spinal cord injury model that mimics the traumatic spinal cord injury was applied to 8-10 weeks old Balb/c mice. Virus injection was applied from Thoraric 9 (T9) and Lumbar 2 (L2) levels and after 12 days spinal cord injury was performed from the T12 level of mice spinal cord. Experiments analysing functional recovery, neuronal survival and atrophy amount were applied following the injury. In consequence of these results, indications support that GDNF molecule can regulate functional recovery as well as affecting the neuronal survival during the long terms of spinal cord injury.