Fare lokal artrit modelinde yangı sırasında indüklenebilen indolamin-2,3 dioksijenaz (İDO) gen aktarımının etkisi
The effect of inducible indolamine-2,3 dioxygenase (İDO) gene transfer during inflammation in local mouse arthritis model
Yazar: AYŞE ÖZDEN SOYDAŞ
Danışman: PROF. DR. VEDAT BULUT
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / İmmünoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology
Dizin: Adezyon molekülleri = Adhession moleculs ; Artrit = Arthritis ; Artrit-romatoid = Arthritis-rheumatoid ; Fareler = Mice ; Gen aktarımı = Gene transfer ; Gen tedavisi = Gene therapy ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; İndoller = Indoles ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
Romatoid artrit (RA), en sık rastlanılan sistemik otoimmün, el ve ayak küçük eklemleri başta olmak üzere simetrik olarak eklemlerde artrite yol açan, kalıcı eklem hasarı ve sakatlığa neden olabilen, kronik yangısal bir hastalıktır. Romatoid artrit (RA) gibi çeşitli otoimmün hastalıklarda triptofan katabolizmasındaki değişiklikler ile ilgili kanıtlar bulunmaktadır. Triptofan yıkılımını başlatan enzim olan indolamin-2,3-dioksijenaz (IDO) aktivasyonunun bir göstergesidir. E-selektin 115 kDa'luk bir glikoprotein olup, TNF ve İL1 gibi proinflamatuvar sitokinlere yanıt olarak erken dönemde ifade edilen bir adezyon molekülüdür. E-selektin promoter kontrolündeki gen ekspresyonu yangının başladığı ilk birkaç saatlik evrede terapötik ajanın üretilerek devreye girmesini sağlayabilir. Bu tez çalışmasında yangı sırasında sentezlenen proinflamatuvar sitokinler ve mediyatörler tarafından uyarılabilen E-selektin promotorun  kontrolü altında IDO geninin ifade düzeyini arttırarak otoimmün yanıt baskılanmaya çalışılmıştır. Ayrıca, fare artrit modelinde bu orijinal gen tedavisi yaklaşımının uygulanabilirliği ile bir gen tedavi protokolü oluşturulması hedeflenmiştir. Bu çalışmadan elde edilen ana bulgular, insan IDO gen ekspresyonunun pELAM-1pro/hIDO ile transfekte edilen hücre hatlarında İL-1β ile uyarıyı takiben anlamlı derecede arttırılabildiği; hastalıkla indüklenen İDO ekspresyonunu sağlayan bu gen kombinasyonu artrit oluşturulan farelere lipozom aracılı olarak aktarıldığında klinik ve histopatolojik olarak belirgin olarak iyileşme sağladığı şeklinde özetlenebilir.  Artritin belirgin olarak oluştuğu farelerde 3. haftadan itibaren yapılan izlemlerine bakıldığında özellikle indüklenebilir İDO eksprese eden plazmit transfer edilmiş hem genç hem de yaşlı farelerde belirgin olarak klinik iyileşme (eklem kalınlığında gerileme) gözlenmiştir. Çalışmadaki yaklaşım sadece yangı sırasında lokal olarak üretilecek olan immünoterapötik molekülün sentezlenmesi temeline dayandığı için sistemik yan etki olasılığının çok düşük olması ve ileride geliştirilecek uygun ve kalıcı gen transferi metodlarıyla uygulandığında, tekrarlayan enjeksiyon veya uygulamalar yapmaksızın hayat boyu koruyucu ve/veya tedavi edici bir özelliğe sahip olabilecek görünmektedir. Bu yaklaşımın sadece RA değil diğer otoimmün ve otoinflamatuvar hastalıklarda da uygulanabilir olma potansiyeli mevcut olup çalışmamız bu konuda yapılacak birçok yeni projeye de ışık tutacak nitelik taşımaktadır.


AnahtarKelimeler : Romatoid artrit, İndolamin 2,3-dioksijenaz (İDO), ELAM-1
promotor, Gen aktarımı

Abstract:
Rheumatoid arthritis (RA) is the most common systemic chronic autoimmune disease causing disability which affects joints symmetrically especially small hand and foot joints. There is evidence about the changes in tryptophan catabolism in autoimmune diseases such as RA. Indolamine 2,3-dioxigenase (IDO) is the marker of activation and the enzyme that initiates tryptophan degradation. E-selectin is a glicoprotein which has molecular weight of 115 kDa and an adhesion molecule that is expressed in early period in response to proinflammatory cytokines such as TNF and IL-1. Gene expression which is under the control of E-selectin promoter can cause the therapeutic agent move in first hours of inflammation. In this study autoimmune response is tried to supress by increasing IDO gene expression under the control of E-selectin promoter which is stimulated by proinflammatory cytokines synthesized during inflammation. Also a gene therapy protocole is  targeted by applicability of this original gene therapy in mouse arthritis model. Main findings from this study :human IDO gene expression in PELAM-1pro/hIDO transfected cell lines is significantly increased after IL-1β stimulation; there is markable clinic and histopathologic improvement when this disease induced IDO expression gene combination is transferred by liposome to rats with arthritis. From the third week follow up of the rats in which arthritis became evident, significant clinical improvement is observed especially in both young and elderly plasmid transferred rats which expressses inducible IDO. Since the approach to the study is based only on the synthesis of the immunotherapeutic agent that will be produced locally during the inflammation and because of the very low systemic side effect possibility, it appears to be a lifelong protective and/or therapeutic aspect without repeated injections or implementations when applied wtih approciate and permanent gene transfer methods. This approach has the potential to be applicable not only to RA but also to other autoimmune and autoinflammatory diseases and also guide many new studies that will be carried out in this respect.

KeyWords : Rheumatoid Arthritis, Indolamine-2,3 dioxygenase (IDO),
ELAM-1 promotor, Gene transfer