Upregüle Edilmiş NGF-TrkA ve BDNF-TrkB Sinyal Yolaklarının Alzheimer Hastalığının Nörodejeneratif Sürecine Karşı Etkilerinin Fare Embryonik Kök Hücre Tabanlı Nöron Modelleri Kullanılarak Araştırılması

Proje Özeti

Yoğun bilimsel çabalara rağmen Alzheimer Hastalığı (AH)’nın tedavisi henüz mümkün değildir. Mevcut klinik yöntemler hastalığı bütünüyle tedavi etmekten ziyade semptomlarını azaltma konusunda faydalıdır. Tedavi amaçlı çok çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir; ancak son 15 yılda 400'den fazla klinik çalışma başarısızlıkla sonuçlanmıştır. AH sürecinde nörodejenerasyona karşı, nörotrofin sinyalizasyonları uzun yıllardan beri terapötik hedef olarak düşünülmektedir. Nörotrofinler NGF, BDNF, NT-3 ve NT-4/5’den oluşan, sinir sisteminin düzgün gelişimi ve işlevi için kritik roller oynayan bir peptid ailesidir. Bu faktörler yüksek afinite ile Trk reseptörlerine, düşük afinite ile p75 reseptörüne bağlanarak sinyal yolaklarını aktive ederler.

AH kapsamında özellikle NGF-TrkA ve BDNF-TrkB yolakları yoğun olarak çalışılmaktadır. Bunun 3 temel sebebi vardır: i) AH’ında görülen sinaptik dejenerasyonun hastalardaki bilişsel gerileme süreci ile doğrudan ilişkisi olduğu gösterilmiştir. Bu nedenle nörodejenerasyona karşı önemli bir yaklaşım olarak nörorejenerasyon ve sinaptik onarım önerilmektedir. NGF-TrkA ve BDNF-TrkB sinyal yolakları bu süreçlerde kritik roller oynamaktadırlar. ii) AH beyinlerinde bu nörotrofin ve reseptörlerinin seviyelerindeki dengesizlikler bildirilmiştir. iii) Amiloid beta (Aβ)’nın neden olduğu nörotoksisiteye karşı hem NGF-TrkA hem de BDNF-TrkB sinyalizasyonlarının nöroprotektif olabilecekleri gösterilmiştir. Bu nedenlerle, bu sinyal yolaklarının aktivasyon seviyelerinin arttırılmasının önemi birçok model sistemde test edilmiş ve elde edilen olumlu bulgular ışığında terapötik bir yaklaşım olarak önerilmiştir. Bu amaç doğrultusunda birçok klinik girişimde bulunulmuş olmasına rağmen, çeşitli güçlüklerden dolayı çok fazla ilerleme kaydedilememiştir. Örneğin beyne çeşitli yöntemlerle NGF veya BDNF verilmesi denenmiştir, ancak bu faktörlerin verilen bölgelerden dağılımlarının az olması ve yan etkilerinin bulunması önemli sorunlar oluşturabilmektedir. Benzer amaçla, nörotrofin reseptörleri aktive etmek için küçük moleküller geliştirilmeye çalışılmaktadır; ancak bu yaklaşım spesifik olmayan etkiler yüzünden zorluklarla karşılaşmaktadır. Beyinde önemli roller oynayan bu sinyal yolaklarını kontrol eden mekanizmaların daha iyi anlaşılması, nörotrofin tabanlı tedavilerin geliştirilmesine katkı sağlayabilir. Daha önceki çalışmalarımızda TrkA reseptöründe spesifik bir aminoasit bölgesinin (KFG) bu yolağın kontrol edilmesi için kritik önemde olduğunu gösterdik. Bu bölgenin çıkarılması reseptörün ubikütinasyonunu etkileyerek protein seviyelerini ve sinyalizasyonu arttırmaktadır. Çalışmalarımızın devamında KFG bölgesinin TrkB reseptöründe de benzer rolü olduğunu ve bu bölgenin çıkarılmasının TrkB seviye ve sinyalizasyonunu artırdığını belirledik. Bu projede KFG model sistemlerinden yararlanarak AH nörodejeneratif sürecine karşı upregüle edilmiş TrkA ve TrkB sinyalizasyonlarının önemini araştırmak amacındayız. Bu amaçla doğal ve TrkA-KFG fare embriyonik kök hücrelerinden dönüştürülmüş bazal ön beyin kolinerjik nöronlar ve ayrıca doğal ve TrkB-KFG fare kök hücrelerinden dönüştürülmüş kortikal ve hipokampal nöronlar kullanılarak upregüle edilmiş bu sinyalizasyon yolaklarının in vitro Aβ’nın neden olduğu hücresel olaylar ve nörotoksisite üzerindeki etkileri araştırılacaktır.

Bu çalışma literatürdeki diğer çalışmalardan farklıdır; çünkü nörotrofin seviyelerini değiştirmek veya küçük moleküllerle reseptörlerini etkilemek yerine, TrkA ve TrkB reseptörlerini spesifik nöron tiplerinde daha hassas ve aktif hale getirerek AH’na karşı etkilerini incelemek amacındayız. TrkA-KFG ve/veya TrkB-KFG nöronlar Aβ’ya karşı direnç sağlarsa, bu çalışma AH için önemli bir terapötik yaklaşım olarak kabul edilen kök hücre tabanlı hücre nakli tedavileri geliştirmek için kapı açabilir.