Pluripotent kök hücre temelli kardiyomiyositlerin ritim bozukluğu tedavisine yönelik in vivo incelenmesi

Abstract

Uzun QT Sendromu (UQTS), kalp ritim bozukluklarının klinikte en sık rastlanan kalıtımsal formudur. Kardiyak K+ kanalını kodlayan KCNQ1 genindeki mutasyonlar, EKG ölçümlerinde QT aralığında uzama ile karakterize UQTS Tip 1'e neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında; UQTS Tip 1 transgenik fare modelinde hücre transplantasyonunun aritmi tedavisinde kullanım potansiyeli literatürde ilk olarak değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında, vahşi tip embriyonik kök hücre temelli kardiyomiyositlerin transgenik fare kalplerine intramiyokardiyal enjeksiyonu yapılmıştır. Hücresel tedavinin elektrofizyolojik etkilerini incelemek amacıyla, hücre transplantasyonu öncesi ve sonrasındaki 4. ile 7. günde alınan EKG ölçümleri, SHAM kontroller ile karşılaştırılmıştır. Bulgularımız, opere edilen transgenik farelerin, %50'sinde düzenlenmiş QT (QTc) değerinde düşüşe bağlı olarak, tranplantasyonun hastalık fenotipini iyileştirici etkisini göstermiştir. Post-operatif değerlendirmelerde, transgenik farelerin %30'unda QTc değerinin değişmediği tespit edilirken %20'sinde QTc değerinde artış gözlenmiştir. Hücre transplantasyonu sonrası 7. ve 14. günde yapılan immünohistokimyasal analizler, transplante edilen hücrelerin canlı olduklarını ve kardiyomiyosit belirteci olan cTnT proteinini ürettiğini göstermiştir. Bu çalışma ile UQTS Tip 1 fare modellerinde hücresel tedavi yaklaşımı değerlendirilmiş ve hücre transplantasyonunun tedaviye yönelik iyileştirici etkileri tespit edilmiştir. Klinikte hastadan hastaya gözlenen elektrofizyolojik ve fenotip varyasyonlar ile tedaviye verilen cevabın çeşitliliği transgenik fare modellerinde de tespit edilmiştir. Tez çalışmasının ortaya koyduğu bulgular ışığında gelecekte yapılacak kliniğe yönelik translasyonel çalışmalar, aritmilerin tedavisine yönelik yeni terapatik yaklaşımların geliştirilmesine olanak sağlayacaktır.Key Words: Arrhythmia, cell transplantation, electrocardiography (ECG), embryonic stemcell derived cardiomyocytes, Long QT syndrome (LQTS)

Long QT syndrome (LQTS) is the most common hereditary form of irregular heart rhythm disorder, also known as arrhythmias. LQTS is occurred due to the mutations in cardiac ion channel coding genes. In LQTS Type-1 is the most widely observed arrythmia in the population and is characterized by a prolongation at the QT interval because of a mutation in K+ channel-coding KCNQ1 gene leading to a functional defect. In the context of this thesis study, treatment potential of cell transplantation in LQTS Type-1 was tested on transgenic mouse for the first time in the literature. For this purpose, wild-type embryonic stem cell derived cardiomyocytes were injected into myocardium of transgenic mouse hearts. To understand the electrophysiological effects of the cell treatment, ECG measurements of operated mice taken before and 7 days after surgery were compared to the ECG measurements of SHAM controls. Intestıngly, 50% of operated transgenic mice has shown shortened QT interval, suggesting an ameliorated disease phenotype. From all operated mice, 20% have shown an increase and 30% showed no significant difference before and after treatment. Heart tissues taken at day 7 and 14 after the operation were examined using immunohistochemical staining techniques and it was observed that cells which have integrated to myocardium were still alive and expressed cTnT protein. Through this study, cell therapy approach is tested for the treatment of LQTS Type 1 for the first time in the literature and thrapeutical effects of cell transplantation are confirmed. Together with further clinical and translational studies on large animal models have the potential to develop a novel therapeutic approach for arryhtmia treatment.Key Words: Arrhythmia, cell transplantation, electrocardiography (ECG), embryonic stemcell derived cardiomyocytes, Long QT syndrome (LQTS).