SMN2 gen ifadesi üzerinde kafeik asit ve bütanoik asit ester türevlerinin etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of caffeic acid and butanoic acid?s ester derivates on SMN2 gene expression
Yazar: GÖZDE UZUNALLI
Danışman: PROF. HAYAT ERDEM YURTER
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Kas atrofisi-spinal = Muscular atrophy-spinal

Özet:
Otozomal resesif geçiş gösteren Spinal musküler atrofi'den sorumlu olan SMN (survival motor neuron) geninin SMN1 ve SMN2 olmak üzere iki kopyası bulunmakta ve SMN1 kopyasındaki homozigot delesyon hastalığa yol açmaktadır. SMN2 geninden splicing hatası nedeniyle yetersiz miktarda ifade edilen tam uzunluktaki SMN (FL-SMN2) proteini hastalığın ortaya çıkmasını engelleyemese de SMN2 kopya sayısı hastalığın şiddetini değiştirebilmektedir. Henüz uygulanabilir bir tedavisi bulunmamakla birlikte tedavi yaklaşımı olarak histon deasetilaz (HDAC) inhibitörleri ile SMN2 geninden ifade edilen FL-SMN2 seviyesinin artırılması yönünde araştırmalar yapılmaktadır. Ancak bugüne kadar tanımlanan HDAC inhibitörlerinin sahip oldukları olumsuzluklar araştırıcıları yeni bileşik arayışına yönlendirmiştir. Bu tez çalışmasında SMN2 gen ifadesini artırdığı bilinen kafeik asit ve bütanoik asit bileşiklerinden yola çıkılarak tasarlanan ve yüksek HDAC inhibisyon aktivitesi bulunan bileşiklerin gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu yöntemi ile SMN2 gen ifadesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İncelenen bileşikler (E)-metil 4-(3,4-dihidroksifenil)-2-okzobüt-3-enoat (türev 1), ?-?-kafeoil-3,4-dihidroksifenil-laktik asit (türev 2), 3,3',4',5,7-pentahidroksiflavon (türev 3) ve (E)-4-(4-metoksifenil)-1-(2,6-dimetilmorfolino) büt-3-en-1,2-dion (türev 4)'dur. SMA'lı hücre hattına türev 1 uygulandığında en yüksek artış 80 µM konsantrasyonda 1,3 kat; türev 2 uygulandığında ise 50 µM konsantrasyonda 1,9 kat olarak saptanmıştır. Türev 3 ve 4, ilk iki türeve oranla daha etkili bulunmuş ve iki farklı SMA'lı hücre hattına uygulanmıştır. Türev 3 her iki hücre hattında da en yüksek artışları 20 µM konsantrasyonda 3,1 kat ve 4,4 kat; türev 4 ise 160 µM konsantrasyonda 5,5 kat ve 2,8 kat olarak göstermiştir. Araştırılan türevlerin hücre canlılığı üzerinde olumsuz etkisine rastlanmamıştır. Türev 3'ün HDAC aktivitesinin %50'sini inhibe ettiği IC50 değeri 647 µM ve türev 4'ün IC50 değeri ise 527 µM olarak hesaplanmış, köken aldığı bileşiklerden daha güçlü HDAC inhibiyonu yaptıkları gösterilmiştir. Çalışmamız sonucunda; türev 3 ve türev 4 potansiyel ilaç adayları olarak değerlendirilmiş in-vivo ve farmakolojik yöntemlerle ileri araştırmalara değer bulunmuştur.

Abstract:
SMN gene that is responsible for the autosomal recessively inherited spinal muscular atrophy has two copies, namely SMN1 and SMN2. Homozygous deletion of the SMN1 copy causes the disease. Although insufficient amount of expression of full-length SMN protein produced by SMN2 gene due to splicing defect cannot prevent the disease, variable numbers of SMN2 copies modulate the disease severity. There is no applicable cure for SMA yet, nonetheless there are researches in the direction of elevating FL-SMN2 mRNA levels generated by SMN2 using HDAC (histone deacetylase) inhibitors as a therapeutic strategy. However, some disadvantages regarding the HDAC inhibitors identified so far have directed researchers to look for new compounds. In this thesis, the effect on the SMN2 gene expression of compounds with high HDAC inhibition activity and designed based on caffeic acid and butanoic acid compounds, which are known to increase SMN2 gene expression, is investigated via real-time polymerase chain reaction method. Compunds are (E)-metil4-(3,4-dihidroksifenil)-2-okzobüt-3-enoat (derivative 1), ?-?-kafeoil-3,4-dihidroksifenil-laktikasit (derivative2), 3,3?,4?,5,7-pentahidroksiflavon (derivative 3) ve (E)-4-(4-metoksifenil)-1-(2,6-dimetilmorfolino) büt-3-en-1,2-dion (derivative 4). The highest increase in the amount of FL-SMN2, when derivative 1 was applied to SMA cell line, was 1.3 fold with 80 µM concentration and was 1.9 fold with 50 µM concentration when derivative 2 was applied. Derivative 3 and 4 were found more effective than the other two and treated to two different SMA cell lines. In both of the cell lines, for derivative 3 the highest increases with 20 µM concentration appeared as 3.1 fold and 4.4 fold and for derivative 4 with 160 µM concentration as 5.5 fold and 2.8 fold. There are no negative effects of the investigated derivatives on the cell viability. The inhibition of HDAC activity by derivative 3 and derivative 4 at a ratio of 50% is calculated as IC50: 647 ?M and IC50: 527 µM, respectively. It is shown that these compounds perform more powerful HDAC inhibition than the compounds that they are originate from.In conclusion, derivative 3 and 4 are evaluated as potential drug candidates, and appreciated for future research with in-vivo and pharmacologic methods