BMAL1 Proteininin Beyin Felci Sonrası Nöronal Sağkalım, Doku Yeniden Modellenmesi ve Aksonal Projeksiyonlar Üzerine Olan Etkilerinin incelenmesi

Abstract

Beyin felci dünyada ölüm nedenleri arasında ikinci sırada yer alan ve her yıl yaklaşık olarak 6,5 milyon insanın hayatını kaybetmesine neden olan önemli bir hastalıktır. Yüksek ölüm riskinin yanı sıra beyin felci sonrasında hayatta kalan hastalar ciddi nörolojik ve fizyolojik kısıtlamalar yaşayabilmektedir. İnsan sağlığını önemli ölçüde etkileyebilen bu hastalığın Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından onaylanmış tek tedavisi iskeminin başlangıcından itibaren ilk 6 saat içerisinde uygulanması gereken doku plazminojen aktivatörü tedavisidir. Kısıtlı tedavi seçeneği ve iskemi sonrasında yaşanabilecek zihinsel ve fiziksel engeller göz önüne alındığında beyin felci mekanizmasının ayrıntılı bir şekilde incelenmesine, özellikle de plastisiteye yönelik yeni hedeflerin belirlenmesine olan gereklilik açıkça görülmektedir. Neredeyse tüm fizyolojik durumlarımızı kontrol eden sirkadiyen ritme bağlı olarak 24 saatlik döngü sırasında değişen aktiviteler özellikle iskemi gibi patofizyolojik süreçlerin tetiklenmesine neden olabildiğini 2017 yılında Molecular Neurobiology?de yayınlanan makalemizde sıvı kromatografisi sıralı kütle spektrometresi (LC-MS/MS), planar yüzey immünolojik test (planar surface immunoassay) ve Western blot teknikleri ile tanımladık. Çalışma sonucunda sirkadyen ritme bağlı patofizyolojik değişiklikler içerisinde en çok dikkatimizi Aril Hidrokarbon Reseptör Taşıyıcısı?nın (Bmal-1) çekmiştir. Sirkadiyen ritmin düzenlenmesinde ve devam ettirilebilmesinde görevli olan Bmal-1, beyin felci gibi patofizyolojik süreçlerde özellikle sağkalım kinazları üzerinden etki gösterdiği yönünde güçlü kanıtlar bulunmaktadır. Bunun yanında bmal1 gen mutasyonunun yaşlanma sürecini hızlandırdığı ve serbest oksijen radikallerinin buna paralel olarak arttığı da bilininen özelliklerindendir. Bu bilgilere ek olarak, klonladığımız lentiviral vektörler vasıtasıyla Bmal1 protein ifadesi arttırılmış hücrelerde oksijen glikoz deprivasyonu sonrasında sağkalım kinazı olan Akt protein seviyesinin ve hücresel sağkalımın arttığı yaptığımız ön çalışmada gösterilmiştir. Sirkadiyen ritim ile ilgili önceki tecrübelerimiz ve yaptığımız ön çalışmadan elde ettiğimiz bulgulardan yola çıkılarak Bmal1?in beyin felci patofizyolojisinde önemli bir rolü olduğu düşünülmektedir. Bu proje ile Bmal1 proteininin beyin felci sonrası gelişen nöronal hasar ve apoptotik hücre ölümü üzerine etkileri lentiviral vektörler ve Bmal1 knockout fareler kullanarak araştırmış ve bu bulgular hücre içi sinyal yolaklarının analizleri ile desteklenmiştir. Farelere sensorimotor davranış deneyleri uygulanarak; motor koordinasyon, paretik el kavrama gücü, aktivite, anksiyete ve depresyon üzerine olan etkileri değerlendirilmiştir. İskemi sonrası nöronal plastisite için farelere anterograt tracer enjeksiyonu yapılarak iskemi sonrası hasarsız hemisferden hasarlı hemisfere doğru oluşan aksonal projeksiyonlar değerlendirilmiştir. Sinaptik organizasyon ve nöroplastisiteden sorumlu proteinlerin analizlerinin yanı sıra iskemi sonrası yeni oluşan veya farklılaşan hücrelerin takibi yapılarak bunların nörogenez, gliogenez ve anjiyogenez üzerine etkileri araştırılmıştır. Ayrıca yapılan hedefli proteomiks (immünopresipitasyon ile kombine halindeki kütle spektroskopisi (IP-MS)) sayesinde Bmal1 proteini ile ilişkili olan proteinlerin ve sinyal yolaklarının belirlenmiştir. Proje kapsamında elde edilen sonuçların Bmal1?in beyin felci sonrası nöronal sağkalım, doku yeniden modellenmesi ve aksonal projeksiyonlar üzerine etkilerinin mekanizmalarıyla beraber göstermesi amaçlanmıştır. Ayrıca hedefli proteom analizi sayesinde Bmal1?in hangi proteinler ve sinyal yolaklarını kullanarak etki gösterdiği belirlenecektir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda hem literatürde beyin felci ve Bmal1 ile ilgili bilinmeyen konular aydınlatılmış hem de beyin felcinin klinik tedavisine yön verebilecek yeni hedef moleküllere ve/veya tedavilere ülkemizden katkı sağlanmış olacaktır.