Deneysel kas dejenerasyonu geliştirilmiş sıçanlarda rejenerasyon belirteci gen ifadelerinin zamana bağlı değişimlerinin araştırılması
Analysis of myogenic regeneration marker gene expression in an experimental model of rat skeletal muscle degeneration
Yazar: DENİZ ÜREN
Danışman: PROF. DR. MERAL ÖZGÜÇ
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Genetik kökenli veya sonradan edinilmiş dejeneratif kas ve sinir hastalıkları, henüz etkin tedavisi bulunmamış, insan yaşamını kısıtlayan hastalıklardır. Patofizyolojik mekanizmaların anlaşılması, yeni tedavi yaklaşımları geliştirilebilmesi için doğal mutant ve çeşitli deneysel hayvan modellerinden yararlanılmaktadır. Küçük deney hayvanlarında doku iyileşmesi çok hızlı olduğundan kas liflerinde atrofi, fibrozis ve yağ infiltrasyonu ile karakterize insan kas dejenerasyonunu tam olarak taklit edememektedir. Deneysel modellerde kullanılan kimyasal ve cerrahi girişimsel teknikler, bulguların değerlendirilmesini güçleştirmektedir. Bu tez çalışması kapsamında sıçanlarda iskelet kas dejenerasyonu oluşturmak amacıyla tenotomi cerrahi yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemde, kasın beslenmesi ve sinir uyaranları korunduğu için normal fizyolojik ortam sürdürülmektedir. Fizyolojik kontraksiyon için gerekli olan önyük gerilimi, kasların kemiklere tendonlar aracılığıyla bağlanması ile sağlanır. Tendonun kesilmesi ile önyük ve gerilimin ortadan kaldırılması, sinir sisteminden gelen uyaranlara karşılık kasılma fonksiyonunu devam ettirmeye çalışan kasın boyunda kısalmaya yol açacaktır. Bunun sonucunda, fizyolojik kasılma hareketini kaybetmiş olan kas lifleri içinde kontraktil eleman yıkımı başlar ve zamanla kas dokusu yerini fibrotik ve yağlı dejeneratif dokuya bırakır. Dejenerasyon sürecinde aynı zamanda hasar tamiri amacıyla miyojenik öncül hücreler aktive olarak yeni kas lifleri oluşturmaya başlar. Tenotomi ile oluşturulan modelimizde, hareketsizleştirilen kasta beklenen atrofi ve dejenerasyonun gerçekleştiği gösterilmiştir. Hasar tamirinin moleküler belirleyicileri olan miyojenik regülatör faktörlerin (MRF) gen ifade düzeyleri Real-Time PCR yöntemiyle incelenmiş ve kas dokusunda sınırlı bir MRF cevabı olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, hareketsiz kalan kas dokusunda oluşan atrofinin kas hücreleri tarafından tamir programını başlatmaya yeterli bir hasar olarak algılanmadığı düşünülmektedir.ÖZETÜren D. Deneysel kas dejenerasyonu geliştirilmiş sıçanlarda rejenerasyon belirteci gen ifadelerinin zamana bağlı değişimlerinin araştırılması. Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Tıbbi Biyoloji Programı Doktora Tezi, Ankara, 2008. Genetik kökenli veya sonradan edinilmiş dejeneratif kas ve sinir hastalıkları, henüz etkin tedavisi bulunmamış, insan yaşamını kısıtlayan hastalıklardır. Patofizyolojik mekanizmaların anlaşılması, yeni tedavi yaklaşımları geliştirilebilmesi için doğal mutant ve çeşitli deneysel hayvan modellerinden yararlanılmaktadır. Küçük deney hayvanlarında doku iyileşmesi çok hızlı olduğundan kas liflerinde atrofi, fibrozis ve yağ infiltrasyonu ile karakterize insan kas dejenerasyonunu tam olarak taklit edememektedir. Deneysel modellerde kullanılan kimyasal ve cerrahi girişimsel teknikler, bulguların değerlendirilmesini güçleştirmektedir. Bu tez çalışması kapsamında sıçanlarda iskelet kas dejenerasyonu oluşturmak amacıyla tenotomi cerrahi yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntemde, kasın beslenmesi ve sinir uyaranları korunduğu için normal fizyolojik ortam sürdürülmektedir. Fizyolojik kontraksiyon için gerekli olan önyük gerilimi, kasların kemiklere tendonlar aracılığıyla bağlanması ile sağlanır. Tendonun kesilmesi ile önyük ve gerilimin ortadan kaldırılması, sinir sisteminden gelen uyaranlara karşılık kasılma fonksiyonunu devam ettirmeye çalışan kasın boyunda kısalmaya yol açacaktır. Bunun sonucunda, fizyolojik kasılma hareketini kaybetmiş olan kas lifleri içinde kontraktil eleman yıkımı başlar ve zamanla kas dokusu yerini fibrotik ve yağlı dejeneratif dokuya bırakır. Dejenerasyon sürecinde aynı zamanda hasar tamiri amacıyla miyojenik öncül hücreler aktive olarak yeni kas lifleri oluşturmaya başlar. Tenotomi ile oluşturulan modelimizde, hareketsizleştirilen kasta beklenen atrofi ve dejenerasyonun gerçekleştiği gösterilmiştir. Hasar tamirinin moleküler belirleyicileri olan miyojenik regülatör faktörlerin (MRF) gen ifade düzeyleri Real-Time PCR yöntemiyle incelenmiş ve kas dokusunda sınırlı bir MRF cevabı olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, hareketsiz kalan kas dokusunda oluşan atrofinin kas hücreleri tarafından tamir programını başlatmaya yeterli bir hasar olarak algılanmadığı düşünülmektedir.

Abstract:
Degenerating muscle and nerve diseases are life threatening conditions with no effective treatment. To understand pathophysiological mechanisms and develop new therapies, naturally occuring mutants and various experimental models have been used. Small animal models have high capacity of tissue healing, so they can?t replicate the typical findings of human degenerated muscle, like myofiber atrophy, fibrosis and fatty infiltration. Also, invasive techniques used in experimental models effect normal muscle physiology and they may mislead the evaluation of findings. We have used a surgical model of tenotomy in rats, to generate skeletal muscle degeneration. This method preserves vascular supply and neural innervation, maintaining normal physiological environment of the muscle tissue. Removal of the tendon connecting the muscle tissue to bone causes the skeletal muscle to loose its preload. This results in degradation of contractile proteins and atrophy of muscle fibers. As the condition continues, muscle cells start to die with necrosis and apoptosis, which are replaced by connective and fat tissue. At the same time, myogenic precursor cells may be activated and start to generate new myofibres. In our model of tenotomy, muscle atrophy and degeneration were shown to be successfully developed. Molecular markers of regeneration, Myogenic Regulatory Factors (MRF) were analysed by Real-Time PCR, which didn? t show any significant increase. This suggests that the atrophy in immobile muscle may not be perceived as an injury that can start regeneration programme by the muscle cells.