İndüklenmiş pluripotent kök hücre tabanlı multiple skleroz modelinde oligodendrositlere özgü fenotiplerin araştırılması

Abstract

Multiple skleroz (MS), birçok vücut fonksiyonunu etkileyerek dünya çapında çok sayıda kişinin hayatını zorlaştırmakta ve ölümlerine neden olmaktadır. Mevcut tedavi yöntemlerinde büyük ilerlemeler kaydedilmiş olsa da hayvan modelleri, postmortem örnekler ve hayvanlardan izole edilen hücrelerle yapılan çalışmalarda hastalığın patogenezinin tam olarak anlaşılamaması, uygulanan tedavilerin yetersiz kalmasına neden olmuştur. Çalışmamızda bir in vitro insan miyelinizasyon modeli geliştirerek, hasta ve sağlıklı birey hücrelerinden üretilen oligodendrositlerin fenotiplerinin karşılaştırılması ve hastalığın orjini ve seyri hakkında detaylı bilgiye ulaşılması amaçlanmıştır. Bu amacın ilk adımı olarak, MS hastalarına ve sağlıklı bireylere ait indüklenebilir pluripotent kök hücrelerden türetilen oligogenik nöral öncül hücrelerin morfolojik incelemelerinde MS hücreleri, fenotipik farklılıklar olabileceğini destekler biçimde kontrollere göre daha basık bulunmuştur. Oligogenik nöral öncül hücrelerin erken oligodendrosit oluşuncaya kadar geçirdikleri farklılaşma evreleri Sox10 ile işaretlenerek incelendiğinde MS ve kontrol hücrelerinin aynı farklılaşma potansiyeline sahip olduğu görülmüştür. Hücrelerin çoğalma hızları incelendiğinde, MS grubundaki hücrelerin çoğalma potansiyellerinin kontrol grubuna göre biraz daha yüksek olduğu görülmüştür. Apoptotik hücre oranının erken oligodendrosit evresine doğru bir miktar azaldığı ve bu oranın MS grubunda kontrole göre biraz daha düşük olduğu gözlenmiştir. Tüm bu bulgular, kullandığımız protokol ile yüksek verimlilikte erken oligodendrosit elde edebildiğimizi ve her iki hücre grubu arasında düşük oranlarda fenotipik farklılıklar olduğunu ortaya koymuştur.

Multiple sclerosis (MS) burdens lives of many people worldwide and results in their early deaths by impairing several bodily functions. Although great progress has been made with the current therapeutic methods, they remain ineffective to cure the disease and the pathogenesis of MS is still not fully understood. This is in part due to insufficiency of the animal models, postmortem samples and cells isolated from animals to reflect the exact mechanisms underlying the disease. We aimed to develop an in vitro human myelination model to analyze the origin and the course of the disease by investigating oligodendrocyte phenotypes. The morphological analysis of oligogenic neural precursor cells that were differentiated from induced pluripotent stem cells of the MS patients and healthy individuals revealed that MS cells were less round than the controls. This can be an indicator of the proposed phenotypic differences. MS patients and healthy control cells were found to have the same differentiation potency as measured by Sox10 protein expression. During the differentiation process, proliferation of MS cells was slightly higher than the control cells. It was observed that the proportion of apoptotic cells in total population showed a slight decrease in the early oligodendrocyte stage compared to the oligodendrocyte precursor cells. This ratio was slightly lower in the MS group than in the control group. All these findings reveal that we can obtain early oligodendrocytes with high efficiency via our protocol and there are slight phenotypic differences between the control and MS cells.