Duchenne müsküler distrofisi (DMD), genetik kas zayıflığı hastalığında gen terapisi
Gene therapy in A genetic muscle weakness disease, duchenne muscular dystrophy (DMD)
Yazar: SELEN ABANUZ EREN
Danışman: PROF. DR. AHMET TARIK BAYKAL
Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Duchenne Müsküler Distrofisi (DMD) genetik bir hastalık olup X kromozomundaki Xp21 bölgesinde gerçekleşen mutasyonlar sonucunda oluşur. Distrofin geninde oluşan bu mutasyonlar ile Distrofin proteini işlevini kaybederek kas fonksiyonlarının bozulmasına sebep olmaktadır. DMD kas bozulması kas büyümesini etkilediğinden, erken ölüm genellikle 30 yaşından önce olmaktadır. DMD tedavisinde gerçekleştirilen birçok terapötik müdahale ile hastalar iyileştirilmeye ve yaşam kaliteleri arttırılmaya çalışılmıştır: hücre tabanlı yaklaşımlar, çeşitli ilaç ve gen terapi metotları. Ancak DMD hastalığının tedavisinde henüz tatmin edici standart bir protokol geliştirilememiştir. Doğal fenotip fonksiyonel Distrofin gen dizisinin kas hücrelerine transferi, tüm DMD'li hastaların tedavisini sağlayabilir. mikro-Distrofin kodlayan lentivirüs kullanılarak, viral transfer yoluyla, kas hücrelerinin genomuna işlevsel mikro-Distrofin gen dizilimi entegre edilip distrofik patolojnin azaltılması hedeflenmektedir. Projemizde, lentiviral-mikro-Distrofin gen terapi yönteminin histopatolojik ve fizyolojik-fonksiyonel rejenerasyon etkinliği, zamansal Distrofin ekspresyonundaki değişim ve işlevsellikleri, toksisite, immun tepkime düzeyleri, gen ekspresyonun ve peptid ifadeleri karşılaştırıldı. Mikro-distrofinin viral gen transferi, DMD fare modelinde intramüsküler ve intraperitoneal olarak uygulandı. Vektörümüzle gen terapisi tedavisi uygulandıktan sonra Distrofinin iskelet ve kalp kasında eksprese edildiği geç evre dmd-mdx-4cv farelerinde gösterildi. Sonuç olarak, çalışmamız, lentivirüslerin, distrofik kasın işlev ve patolojisinde önemli bir gelişme sağlayan DMD hastalığı için etkili bir tedavi üreten mikro-distrofin gen terapisi için kullanabileceğine dair ikna edici kanıtlar göstermektedir.

Abstract:
Duchenne Muscular Dystrophy (DMD) is a genetic disease resulting from mutations in the Xp21 region of the X chromosome; with these mutations in the Dystrophin gene, Dystrophin protein loses its function and causes disruption of muscle functions. Because DMD muscle impairment affects muscle growth, early death is usually seen before the age of 30 years. With many therapeutic interventions in the treatment of DMD, patients have tried to improve and increase their quality of life: cell-based approaches, various drugs, and gene therapy methods. However, a satisfactory standard protocol has not yet been developed for the treatment of DMD. The transfer of wild-type functional Dystrophin gene sequence to muscle cells can provide treatment for all DMD patients. Therefore, we planned to integrate the micro-Dystrophin gene sequence into the genome of muscle cells by viral transfer, using micro-Dystrophin-encoding lentivirus to reduce the dystrophic pathology. In our project, the histopathological and physiological-functional regeneration activities of the lentiviral-micro-Dystrophin gene therapy methods will be compared along with changes in temporal Dystrophin expression and their functionality, toxicity, and immune reaction levels, gene, and peptide expression level. Micro-dystrophin's viral gene transfer was administered intramuscularly and intraperitoneally in the DMD mouse model. We have shown gene therapy treatment with our vector by restoring dystrophin expression in late-stage dmd-mdx-4cv mice, where dystrophin is expressed in the skeletal and cardiac muscle. Consequently, our work displays convincing proof that lentiviruses can use for micro-dystrophin gene therapy producing an effective treatment for DMD disease, which presents a significant improvement in function and pathology of the dystrophic muscle.