Megakoniyal konjenital müsküler distrofi hastalığında mitokondri dinamiğinin incelenmesi
Investigation of mitochondrial dynamics in megaconial congenital muscular dystrophy
Yazar: EVRİM AKSU
Danışman: DOÇ. DR. BURCU HAYTA
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Fisyon = Fission ; Füzyon = Fusion ; Kas distrofileri = Muscular dystrophies ; Mitokondrial miyopatiler = Mitochondrial myopathies ; Mitokondriler = Mitochondria ; Nöromusküler hastalıklar = Neuromuscular diseases

Özet:
Mitokondri kalite kontrolünün önemli bileşenleri olarak kabul edilen füzyon ve fisyon mekanizmaları mitokondri dinamiği olarak tanımlanmakta ve organel morfolojisini ve işlevini düzenlemektedirler. Farklı genetik temelleri olan birçok nöromüsküler hastalığın patogenezinde mitokondri işlev ve morfoloji kaybı gözlenmiş olmasına rağmen, mitokondriyal füsyon ve fisyon mekanizmalarının bu hastalıkların patolojik sürecine etkisi günümüze kadar araştırılmamıştır. Tez çalışmasında; fosfatidilkolin sentezinden sorumlu enzimlerden ilkini kodlayan Kolin Kinaz Beta (CHKB) genindeki mutasyonlar sonucu ortaya çıkan ve sarkolemmaya yakın yerleşimli aşırı büyük (megakoniyal) mitokondriler ile karakterize nadir nöromüsküler hastalıklardan Megakoniyal Konjenital Müsküler Distrofi (KMD)'nin patogenezinde mitokondri dinamiğinin olası rolü araştırılmıştır. Tez kapsamında, Megakoniyal KMD hastasına ait primer miyoblast hücreleri uygun koşullarda miyotüplere farklılaştırılmış ve immünfloresan (IF) boyamalar ile mitokondri morfolojisinin, yerleşiminin ve dinamik ağ yapısının bozulduğu gözlenmiştir. Mitokondriyal füzyon/fisyonda görevli temel proteinler Western Blot ve IF boyamalar ile kontrol hücrelerle karşılaştırmalı olarak analiz edilmiş olup, mitokondriyal füzyon proteinlerinin (Mfn1, Mfn2, OPA1) seviyesinde kontrole göre herhangi bir değişim saptanmazken, fisyonda görevli temel proteinlerin (Drp1, Mff, Fis1) ifadelerinin istatistiksel olarak anlamlı düzeyde azaldığı [sırasıyla 3.6 (***p<0,0001), 2.1 (***p<0,0001) ve 3 kat (**p<0,0025)] sonucuna ulaşılmıştır. Megakoniyal KMD hastasına ait iskelet kas biyopsisinden alınmış olan kesitlerde in-vitro çalışmalardan elde edilen sonuçlar doğrulanmıştır.

Abstract:
Mitochondrial fusion and fission events, important constituents of mitochondrial quality control mechanisms, are known as mitochondrial dynamics and regulate morphology and function of the organelle. Although mitochondrial dysfunction and dysmorphology have been implicated in the pathogenesis of several different neuromuscular disorders, no studies to date have investigated the potential role of mitochondrial dynamics in the progression of these disorders. In this thesis, the potential role of mitochondrial dynamics in the pathogenesis of Megaconial Congenital Muscular Dystrophy (CMD) has been investigated. Megaconial CMD is characterized by enlarged (megaconial) mitochondria at the periphery of muscle fibers and caused by mutations in the Choline Kinase Beta (CHKB) gene which encodes an enzyme that catalyzes the first step of phosphatidylcholine biosynthesis. In this study, after differentiation of primary myoblasts of Megaconial CMD patient into myotubes, impaired mitochondrial dynamics, localization and morphology were observed by immunofluorescent (IF) staining. Proteins involved in mitochondrial fusion and fission were analyzed by Western Blot and IF analysis. A statistically significant decrease in the expression levels of fission proteins (Drp1, Mff, Fis1) were detected compared to control [as 3.6 (***p<0.0001), 2.1 (***p<0.0001), and 3 fold (**p<0.0025) respectively], but there was no statistically significant difference in the expression levels of fusion proteins (Mfn1, Mfn2, OPA1). Moreover, the results of in-vitro studies were confirmed in skeletal muscle biopsy of a Megaconial CMD patient.