CRISPR-CAS9  gen düzenleme ile genetiği değiştirilmiş mezenkimal kök hücrelerinin üretimi ve karakterizasyonu
Generation and characterization of genetically modified mesenchymal stem cells by CRISPR-CAS9 gene editing
Yazar: ESRA SEVDE EKİCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR TATAROĞLU
İstinye Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre ve Doku Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Gen tedavisi = Gene therapy ; Generatif gelişme = Generative growth ; Genetik mühendisliği = Genetic engineering ; Genetik teknikler = Genetic technics ; Kök hücreler = Stem cells

Özet:
Mezenkimal kök hücreler (MKH) bölünerek kendini yenileme ve daha özelleşmiş hücrelere dönüşebilme kapasitesine sahip multipotent hücrelerdir. Wharton Jölesi (WJ) MKH bakımından zengin jölemsi bir bağ dokusu içerdiğinden WJ-MKH'ler rejeneratif tıp ve hücresel tedavide en çok kullanılan kök hücre türlerinden biridir. Ancak gen terapisi ile hastalıkların tedavisinde MKH kullanımı sınırlıdır. Bunun nedeni, genetiği değiştirilmiş MKH'ların yapımının zorluğundan kaynaklanmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında; MKH tedavilerini bu alanda daha da iyileştirmek için CRISPR-Cas9 tekniği ile birden fazla kere genetiği değiştirilmiş MKH'lerin oluşturulması ve bu hücrelerin gen ifade seviyelerinin kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (qRT-PZR) ile karşılaştırılması ve validasyonu amaçlanmıştır. Bu yönteme örnek olarak, ilk aşamada yeşil floresan proteinini (GFP) overekprese eden viral vektör transdüksiyonu ile GFP gen ifadesi sağlanan MKH'lerde, daha sonra ikinci bir lentivirüs transdüksiyonu ile GFP gen ifadesi nakavt edilmiştir. Floresan mikroskobu ile hücrelerin gerçek zamanlı takibi ve görüntülenmesi ile hücreler valide edilerek, MKH'lerde iki farklı transdüksiyon ile genetik modifikasyon taşıyan sağlıklı hücre hatları oluşturulmuştur. Bu hücre hatlarının kök hücre markerlerinin karakterizasyonunda yabanıl tip MKH ile iki kez transdüksiyon yapılmış MKH'lerin ekspresyon seviyelerinde anlamlı bir fark görülmemiştir. Bu çalışmanın sonucunda geliştirdiğimiz ve sunduğumuz optimizasyonlar ve yöntemler sayesinde ileride gen terapi alanında MKH'lerin kullanımına olanak sağlanacaktır.

Abstract:
Mesenchymal stem cells (MSCs) are multipotent cells that have the ability to divide and proliferate into specialized cell types. Wharton's Jelly (WJ) contains a connective tissue that rich in MSCs. Although WJ-MSCs are one of the most widely used stem cell types in regenerative medicine and cellular therapy, their use in the treatment of diseases in gene therapy applications is limited. This is due to the difficulty of generating and producing genetically modified MSCs. Within the scope of this thesis; we aimed to create MSCs that harbor multiple genetic manipulations using CRISPR-Cas9 and other gene expression methods and compared and validated their stem cell marker gene expression levels using quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR). At proof-of-concept, we first overexpressed green fluorescent protein (GFP) using lentiviral vector transduction to induce GFP gene expression and then knocked-out GFP protein expression using CRISPR-CAS9 lentiviral transduction against GFP gene. We measured stem cell specific gene expression markers in these cell lines using real-time pcr and performed further validation via imaging of the cells with fluorescence microscopy. We found no significant difference in stem cell marker expression or the health of cells between wild-type MSCs and genetically modified MSCs even after dual transduction. We hope that in the future, the optimizations and methods we have developed and presented here will enable further studies and use of genetically enhanced MSCs, especially in gene therapy applications