İnsülin gen naklinin diyabetik hayvan modellerinde terapötik etkisinin belirlenmesi

Abstract

Amaç: Tip 1 Diyabet (T1DM), insülin eksikliğine yol açan pankreas beta hücrelerininotoimmün yıkımı ile karakterize bir hastalıktır. Glukoz ile regüle edilen insülin genekspresyonunun sağlanması, gün içindeki glukoz seviyesi değişimleriyle korele bircevabın oluşması ve günde birden fazla insülin enjeksiyonunun önüne geçilmesi gentedavi çalışmalarının ana konusudur. Diğer hücre tipleriyle karşılaştırıldığında, pankreasbeta hücreleri, proinsülinin kontrollü transkripsiyonu ve translasyonu, glukoz duyarlı birsisteminin olması, prohormon konvertaz ekspresyonu ve regüle edilen bir sekretuar sinyalyolağına sahip olması gibi benzersiz özelliklere sahiptir. Beta hücresi olmayan hücretiplerine insülin geninin verilmesi başarılı sonuçlar veremediğinden, bu çalışmadapankreas beta hücresine özgü insülin gen ekspresyonunu sağlamak için Multisite GatewayTeknolojisi kullanılarak insülin promotoru kontrolünde proinsülin geni içeren birlentiviral vektör (LentiINS) oluşturmayı amaçladık.Yöntem: İnsülin gen naklinin T1DM diyabet hayvan modelinde ve ayrıca insülin nakavt(KO) pankreas beta hücre hattında terapötik potansiyelini test etmek için Gatewayteknolojisi kullanılarak insülin promotörü (LentiINS) kontrolü altında insülin geninieksprese eden yeni bir lentiviral vektör yapıldı.Bulgular: HIV temelli LentiINS gen tedavi vektörünün intraperitoneal uygulamasıplazma glukozunu düşürerek T1DM'li Wistar sıçanların glukoz toleransını arttırdı. STZenjeksiyonu sonrasında diyabetik sıçanlar ağırlık kaybederken LentiINS enjekte edilensıçanlarda ağırlık kaybı gözlenmedi. Tekrar insülin gen ekspresyonu sağlanan insülinnakavt pankreas beta hücrelerinin STZ indüklü diyabetik modellerin böbrek kapsülü altınatransferiyle bu hayvanlarda plazma kan glukoz seviyesinde düşüş gözlendi.Sonuç: Lentivirüs aracılı gen aktarımı yoluyla insülin promotoru kontrolünde insülin genekspresyonunun sağlanması, diyabette doğrudan pankreası hedef alan yeni bir terapötikstrateji olarak karşımıza çıkmaktadır.Anahtar Kelimeler: insülin, lentivirus, tip 1 diyabet, crispr

Objective: Type 1 diabetes (T1DM) is characterized by autoimmune destruction ofpancreatic beta cells leading to insulin deficiency. Achieving glucose regulated insulingene expression by gene therapy is a great area of interest to meet the demand forfluctuating daily glucose levels and necessary to avoid multiple daily injections of insulin.Compared to other cell types, pancreatic beta cells possess unique features such ascontrolled transcription and translation of proinsulin, presence of glucose-sensingmachinery, prohormone convertase expression, and a regulated secretory pathway. Sinceprevious insulin gene delivery to non-beta cell types did not produce successful results, anew lentiviral vector (LentiINS) with insulin promoter hooked up to proinsulin encodinggene was generated using Multisite Gateway Technology to sustain pancreatic beta cellspecificinsulin gene expression.Method: A novel lentiviral vector expressing insulin gene under the control of insulinpromoter (LentiINS) was constructed using Gateway technology to test its therapeuticpotential in T1DM animal model of diabetes as well as in insulin knockout (KO)pancreatic beta cell line.Results: Intraperitoneal delivery of HIV-based LentiINS gene therapy vector resulted inlowering of fasting plasma glucose and improved glucose tolerance of Type 1 diabeticWistar rats. While diabetic rats exhibited weight loss following STZ injection, LentiINSinjected rats retained normal body weight. Reconstitution of insulin gene expression ininsulin knock out pancreatic beta cell line resulted in lowering of plasma blood glucosefollowing beta cell transfer under kidney capsule in STZ induced diabetes.Conclusion: Insulin promotor directed insulin gene expression via lentivirus mediatedgene delivery represents a new therapeutic strategy directly targeting pancreas fort hetreatment of diabetes..Key words: insulin, gene therapy, type 1 diabetes, crispr