İnsan nöroblastoma hücrelerinde metal uyarıcılı oksidatif stresle indüklenen alzheimer modeli
Metal-mediated oxidative stress-induced model of alzheimer's disease in human neuroblastoma cells
Yazar: ELİF KARAMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALPER YILMAZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease

Özet:
Dünya genelinde görülen demansın en sık nedeni olan Alzheimer; merkezi sinir sistemindeki sinaps ve nöronal kayıp, hafıza kaybı ve bilişsel bozukluklarla ilişkilendirilen, ilerleyici nitelikteki nörodejeneratif bir hastalıktır. Tedavi edilebilmesi ve önlenebilmesinde hastalığa neden olan etkenlerin bilinmesi önemlidir. Ancak hastalığın çok faktörlü oluşu ve deneysel modellerini oluşturmadaki güçlüklere bağlı olarak Alzheimer etiyolojisi tam olarak aydınlatılamamıştır. Bununla birlikte, oksidatif stresin hastalığın erken dönem patogenezinde rol oynadığı, amiloid-beta birikiminde etkili olduğu ve Alzheimer'lı beyinde oksidatif stresi uyaran metallerin birikiminde artış olduğu bilinmektedir.
Literatürde; farklılaşmamış hücre hatlarında amiloid-beta proteinlerinin ve metal iyonlarının doğrudan uygulandığı modeller ile genetik olarak modifiye edilmiş ve amiloid-beta üretebilen hücrelerle oluşturulmuş metal iyonlarının etkilediği in vitro modeller mevcuttur. Ancak bu modeller geç dönem Alzheimer patolojisini yansıtmaktadır. Tez çalışmasında ise; Alzheimer'ın erken dönemlerinde ve ilerlemesinde önemli rol oynayan oksidatif stresin indüklediği bir in vitro Alzheimer modeli oluşturmak amaçlanmaktadır. Bu amaçla nöron-benzeri özellikteki insan nöroblastoma hücreleri (SH-SY5Y) ile bu hücrelerin nöronal özelliklerini geliştirmek için, retinoik asit uygulaması ile farklılaştırılmış SH-SY5Y hücreleri kullanılmıştır. Oksidatif stresi indükleyici olarak bakır sülfat çözeltisi kullanılmış; MTT, ELISA ve reaktif oksijen türleri (ROS) belirleme yöntemleri uygulanmıştır.
Sonuç olarak, 50-200 mikromolar bakır sülfat uygulaması, farklılaşmamış ve farklılaşmış hücrelerde kontrole kıyasla hücre canlılığında azalma, amiloid-beta42 konsantrasyonunda ve ROS düzeyinde artış sağlamıştır. Farklılaşmış hücrelerle kurulan modelin, farklılaşmamış hücrelere göre, nöronal özellikleri ve Alzheimer patolojisini güçlü şekilde temsil ettiği belirlenmiştir. Sonuçlar, ilk kez bu çalışmada retinoik asit ile farklılaştırılmış SH-SY5Y hücreleri ile oluşturulan, bakır iyonları aracılı oksidatif stresle indüklenen Alzheimer modelinin; Alzheimer hastalığı araştırmalarında faydalı ve etkili bir model niteliğinde olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Alzheimer's disease is the most common cause of dementia and is a progressive neurodegenerative disorder. Identifying the factors causing diseases is important but, the etiology of Alzheimer's disease has not been understood due to the presence of multiple factors causing disease and difficulties in creating experimental models. Oxidative stress is effective amyloid-beta accumulation and metal ions accumulate in Alzheimer's brain.
In the literature; there are in vitro models in which amyloid-beta and metal ions are directly applied to undifferentiated cells, and models established with genetically modified amyloid-beta secreting cells influenced by metal ions. However, these models reflect late-stage pathology. Oxidative stress is effective in the early and late pathogenesis of disease and in this thesis, we aimed to create an in vitro oxidative stress-induced model of Alzheimer's. For this purpose, human neuroblastoma cells and differentiated cells by retinoic acid to improve neuronal properties of cells have been used. Copper sulphate has been used as oxidative stress inducer and MTT, ELISA and determination of ROS methods have been performed.
In conclusion, 50-200 micromolar copper sulphate treatments were decreased cell viability, were increased concentration of amiloid-beta42 and levels of ROS in undifferentiated and differentiated cells compared to control. It has been determined that the model established with differentiated cells represents neuronal characteristics and Alzheimer's pathology forcefully compared to undifferentiated cells. For the first time in this study; the results demonstrate that copper-mediated oxidative stress-induced model established with differentiated SH-SY5Y by retinoic acid is a useful and effective model for Alzheimer's disease researches.