İyon kanalı antikorlarının nöronal membran protein ekspresyonu ve sağkalım üzerine etkileri
Effects of ion channel antibodies on neuronal membrane protein expression and survival
Yazar: NEŞE ALTUNCU
Danışman: PROF. DR. ERDEM TÜZÜN ; PROF. DR. GÜRKAN ÖZTÜRK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı / İleri Nörolojik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Nöroloji = Neurology
Dizin: Antikorlar = Antibodies ; Apoptozis = Apoptosis ; Ensefalitler = Encephalitis ; Gen ifadesi = Gene expression ; Hipokampus = Hippocampus ; Nöronlar = Neurons ; Otoimmünite = Autoimmunity ; Sağkalım = Survival ; İyon kanalları = Ion channels

Özet:
Sinir sisteminde meydana gelen hasarlar çoğunlukla geri dönüşümsüz
dejeneratif süreçleri de beraberinde getirir. Son dönemlerde eksitatör aminoasitlerin
ve iyon kanallarının nöron hasarında özellikle önemli rol oynadığı gözlemlenmiştir.
Ayrıca merkezi sinir sisteminin çoğu hastalık modelinde eksitatör aminoasit reseptör
antagonistlerinin nöral dokuya etkileri de ortaya konmaktadır. Bu bağlamda özellikle
iyon kanalı antikoru ilişkili otoimmün ensefalitler ön plana çıkmaktadır. Klinik ve
radyolojik bulgular otoimmün ensefalit sendromlarında antikorların patogenezdeki
rollerinin moleküler değişikliklerle sınırlı olmadığını, nöron ölümüne yol açan toksik
etkilerinin de bulunduğunu düşündürmektedir. Bu tez çalışmasında otoimmün
ensefalit antikorlarının nöron ölümüne yol açan etkilerinin gösterilmesi amaçlandı.
Bu tez kapsamında hipokampus dokusu ayrıştırılarak primer nöron kültürleri elde
edildi. Lösinden zengin glioma inaktif 1 (LGI1) veya N-metil-D-aspartat reseptörü
(NMDAR) antikoru pozitif serum örneklerinden IgG izole edilerek farklı yaşlardaki
nöron kültürlerine uygulandı ve propidyum iyodür (PI) boyama yöntemi ile nöronal
ölüm oranları belirlendi. Gözlenen IgG uygulamasına bağlı nörotoksik etkinin
apoptoz ile ilişkisinin araştırılması için JC-1 boyaması uygulandı ve gerçek zamanlı
polimeraz zincir reaksiyonu (GZ-PZR) ile apoptozla ilişkili moleküllerin ekspresyon
düzeyleri ölçüldü. Son olarak otoimmün ensefalit antikorlarına bağlı apoptotik
ölümlerin sebebinin aydınlatılması amacıyla hücre içi kalsiyum akım düzeyleri
ölçüldü ve IgG uygulanan ve uygulanmayan gruplar arasında karşılaştırıldı. LGI1 ve
NMDAR antikoru pozitif IgG uygulanan nöronlarda kalsiyum akımının sağlıklı IgG
uygulanan nöronlara kıyasla azaldığı gözlendi.
Çalısmamızın sonuçları otoimmün ensefalitlere sebep olan antikorların
hastalık mekanizmalarının ekspresyon değişikliği ile sınırlı olmadığını ve apoptotik
nöronal ölümün de hastalık mekanizmaları arasında olduğunu göstermektedir.
Bulgularımız nöronal apoptozun kalsiyum toksisitesine bağlı olmadığını
düşündürmektedir. İyon kanalı işlev bozukluğu ile nöron ölümü arasındaki ilişkilerin
ileride yapılacak çalışmalarla araştırılmasının altında glutamat ve potasyum kanalı
işlev bozukluğu yatan geniş bir merkezi sinir sistemi hastalıklar grubunun
patogenezini aydınlatacak nitelikte olduğunu düşünmekteyiz.
Anahtar Kelimeler: Hipokampüs, Otoimmün ensefalit, LGI-1,NMDAR,Apoptoz

Abstract:
Nervous system injuries usually cause irreversible degenerative processes. Lately it
has been shown that excitatory amino acids and ion channels play a great role in
neuronal injury. Also the effects of excitatory amino acid receptor antagonists on the
neural tissue in many of the central nervous system disease models have been
proven. In this context especially ion channel antibody associated autoimmune
encephalopathies are indicated. Clinical and radiological findings conclude that the
antibodies in autoimmune encephalitis syndromes not only play a part in
pathogenesis by causing molecular changes, but also have toxic effects leading to
neuronal death. In this study our aim was to show the lethal effects of autoimmune
encephalitis antibodies on neurons.
In our study primary neuron cultures were isolated from hippocampal tissue. Neuron
cultures at different days in vitro were treated with immunoglobulin G (IgG) that was
isolated from serum samples positive for either leucine-rich glioma inactivated 1
(LGI1) or N-methyl-D-aspartate receptor (NMDAR) antibodies. Propidium iodide
(PI) was used to detect neuronal cell death. To understand whether apoptosis was
involved in the neurotoxic effects caused by IgG treatment, JC-1 dye and real time
polymerase chain reaction (RT-PCR) to detect the apoptosis associated molecule
expressions were both used. Lastly intracellular calcium flow levels were measured
and compared between the groups in order to understand the reason for the apoptotic
death related to autoimmune encephalitis antibodies. A lower calcium flow in
neurons treated with LGI1 and NMDAR antibody positive IgG was observed
compared to the calcium flow in neurons treated with healthy IgG.
Our results show that autoimmune encephalitis antibodies cause diseases not only by
changing molecular expressions but also by causing apoptotic neuronal death. Also
our results indicate that neuronal apoptosis in this case is not caused by calcium
toxicity. We believe that further studies investigating the relationship between ion
channel dysfunction and neuronal death might explain the pathogenesis of a wide
spectrum of central nervous system diseases that are related to glutamate and
potassium channel dysfunctions.
Key Words: hippocampus, Autoimmune encephalitis, LGI-1,NMDAR, Apoptozis.