İnsülin gen naklinin diyabetik hayvan modellerinde terapötik etkisinin belirlenmesi
Therapeutic efficacy of insulin gene delivery in animal models of diabetes
Yazar: YUNUS EMRE EKŞİ
Danışman: PROF. DR. SALİH ŞANLIOĞLU
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Gen transfer teknikleri = Gene transfer techniques ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Lentivirüs = Lentivirus ; Terapötik yöntemler = Therapeutics ; İnsülin = Insulin

Özet:
Amaç: Tip 1 Diyabet (T1DM), insülin eksikliğine yol açan pankreas beta hücrelerinin
otoimmün yıkımı ile karakterize bir hastalıktır. Glukoz ile regüle edilen insülin gen
ekspresyonunun sağlanması, gün içindeki glukoz seviyesi değişimleriyle korele bir
cevabın oluşması ve günde birden fazla insülin enjeksiyonunun önüne geçilmesi gen
tedavi çalışmalarının ana konusudur. Diğer hücre tipleriyle karşılaştırıldığında, pankreas
beta hücreleri, proinsülinin kontrollü transkripsiyonu ve translasyonu, glukoz duyarlı bir
sisteminin olması, prohormon konvertaz ekspresyonu ve regüle edilen bir sekretuar sinyal
yolağına sahip olması gibi benzersiz özelliklere sahiptir. Beta hücresi olmayan hücre
tiplerine insülin geninin verilmesi başarılı sonuçlar veremediğinden, bu çalışmada
pankreas beta hücresine özgü insülin gen ekspresyonunu sağlamak için Multisite Gateway
Teknolojisi kullanılarak insülin promotoru kontrolünde proinsülin geni içeren bir
lentiviral vektör (LentiINS) oluşturmayı amaçladık.
Yöntem: İnsülin gen naklinin T1DM diyabet hayvan modelinde ve ayrıca insülin nakavt
(KO) pankreas beta hücre hattında terapötik potansiyelini test etmek için Gateway
teknolojisi kullanılarak insülin promotörü (LentiINS) kontrolü altında insülin genini
eksprese eden yeni bir lentiviral vektör yapıldı.
Bulgular: HIV temelli LentiINS gen tedavi vektörünün intraperitoneal uygulaması
plazma glukozunu düşürerek T1DM'li Wistar sıçanların glukoz toleransını arttırdı. STZ
enjeksiyonu sonrasında diyabetik sıçanlar ağırlık kaybederken LentiINS enjekte edilen
sıçanlarda ağırlık kaybı gözlenmedi. Tekrar insülin gen ekspresyonu sağlanan insülin
nakavt pankreas beta hücrelerinin STZ indüklü diyabetik modellerin böbrek kapsülü altına
transferiyle bu hayvanlarda plazma kan glukoz seviyesinde düşüş gözlendi.
Sonuç: Lentivirüs aracılı gen aktarımı yoluyla insülin promotoru kontrolünde insülin gen
ekspresyonunun sağlanması, diyabette doğrudan pankreası hedef alan yeni bir terapötik
strateji olarak karşımıza çıkmaktadır.

Anahtar Kelimeler: insülin, lentivirus, tip 1 diyabet, crispr

Abstract:
Objective: Type 1 diabetes (T1DM) is characterized by autoimmune destruction of
pancreatic beta cells leading to insulin deficiency. Achieving glucose regulated insulin
gene expression by gene therapy is a great area of interest to meet the demand for
fluctuating daily glucose levels and necessary to avoid multiple daily injections of insulin.
Compared to other cell types, pancreatic beta cells possess unique features such as
controlled transcription and translation of proinsulin, presence of glucose-sensing
machinery, prohormone convertase expression, and a regulated secretory pathway. Since
previous insulin gene delivery to non-beta cell types did not produce successful results, a
new lentiviral vector (LentiINS) with insulin promoter hooked up to proinsulin encoding
gene was generated using Multisite Gateway Technology to sustain pancreatic beta cellspecific
insulin gene expression.
Method: A novel lentiviral vector expressing insulin gene under the control of insulin
promoter (LentiINS) was constructed using Gateway technology to test its therapeutic
potential in T1DM animal model of diabetes as well as in insulin knockout (KO)
pancreatic beta cell line.
Results: Intraperitoneal delivery of HIV-based LentiINS gene therapy vector resulted in
lowering of fasting plasma glucose and improved glucose tolerance of Type 1 diabetic
Wistar rats. While diabetic rats exhibited weight loss following STZ injection, LentiINS
injected rats retained normal body weight. Reconstitution of insulin gene expression in
insulin knock out pancreatic beta cell line resulted in lowering of plasma blood glucose
following beta cell transfer under kidney capsule in STZ induced diabetes.
Conclusion: Insulin promotor directed insulin gene expression via lentivirus mediated
gene delivery represents a new therapeutic strategy directly targeting pancreas fort he
treatment of diabetes..

Key words: insulin, gene therapy, type 1 diabetes, crispr