Lentivirus aracılı glp-1 gen naklinin pankreasın beta hücreleri üzerindeki potansiyel proliferatif ve farklılaştırıcı etkisi

Abstract

Amaç: Glukagon-benzeri-peptid-1(GLP-1), glukoz indüklü insülin sekresyonunu arttırıcı özellikleri ve beta hücre kitlesini arttırabilme potansiyeliyle Tip 2 Diyabet (T2DM) tedavisinde potansiyel bir terapötik ajan olarak değerlendirilmektedir. GLP-1 etkisiyle gastrik boşaltımın yavaşlaması ve gıda alımının azalması uzun vadede kilo kaybına sebep olur. Pankreatik alfa hücrelerinden glukagon salınımının baskılanması GLP-1'in diyabet tedavisine ilişkin yararlı etkilerinden bir diğeridir. T2DM hastalarında ise glukoza verilen inkretin yanıtı azalmış olup, hastalık düşük GLP-1 sekresyonuyla birlikte seyreder. Yöntem: Stabil GLP-1 sentez ve sekresyonu sağlamak amacıyla GLP-1 kodlayan 3. jenerasyon HIV tabanlı lenviral vektörler (LentiGLP-1) üretildi. Bu vektörlerin terapötik etkinliği, yüksek yağlı diyet/düşük doz STZ uygulamalı deneysel T2DM sıçan modelinde test edildi. Beta hücre gelişim mekanizmasını açığa çıkarmak amacıyla sıçanların pankreatik doku kesitlerinde immünohistokimyasal analizler gerçekleştirildi. Bulgular: Elde edilen bulgular, diyabetik SD sıçanlara intraperitoneal (ip) LentiGLP-1 vektör uygulamasının, insülin direncini kırdığını, glukoz toleransını geliştirdiğini ve kan şeker seviyesini düşürdüğünü gösterdi. LentiGLP-1 enjekte diyabetik deneklerde kolesterol düzeyi değişmeksizin serum trigliserid seviyesinde bir azalma gözlemlendi. Artan pankreatik beta hücre kitlesi, azalan kan şeker seviyeleriyle korelasyon gösterdi. Pankreatik kesitlerde gözlenen insülin pozitif hücre kümeleriyle birlikte, pankreatik dokunun asiner bölgelerinde Ki67 pozitif hücreler gözlendi. Sonuç: Bu çalışmayla, LentiGLP-1 vektörünün T2DM hastalarında yeni bir gen tedavi metodu olarak değerlendirilebileceği ve GLP-1 gen naklinin pankreatik hücrelerde proliferasyonu indükleyerek beta hücre geri kazanımına etki ettiği belirlendi.Anahtar Kelimeler: gen tedavi, glukagon benzer peptid-1, tip 2 diyabet, beta hücreleri

Objective: Glucagon-like peptide-1 (GLP-1), which has been evaluated as a therapeutic agent for Type 2 Diabetes, stimulates glucose-induced insülin secretion (GSIS), and suspected to increase beta-cell mass through proliferation, neogenesis, and trans-differentiation. Additionally, reduced gastric emptying and food intake result in weight loss in the long run. Inhibition of glucagon release from the pancreatic alpha cells is another beneficial effect of GLP-1 relevant to diabetes therapy. Unfortunately, the incretin response to glucose is reduced in type 2 diabetes which is accompanied by a moderate degree of GLP-1 hypo-secretion. Method: In order to produce stable GLP-1 synthesis and secretion, a GLP-1 encoding lentiviral vector (LentiGLP-1) was generated and its therapeutic efficacy was tested in experimental animal models of Type 2 Diabetes. Immunohistochemical analyses were performed on pancreatic sections dissected from LentiGLP-1 administrated rats to reveal the mechanism of beta cell expansion.Results: Intraperitoneal injection of LentiGLP-1 into obese diabetic rats broke-down insülin resistance, improved glucose tolerance, and reduced plasma glucose levels without altering plasma lipid profile. Reduced plasma glucose level was correlated with increased pancreatic beta cell mass. In addition to appearance of small insülin positive cell clusters on pancreatic sections, Ki67 (+) cells were also observed in the acinar regions of pancreatic tissue. Conclusion: Based on these findings, it is safe to claim that LentiGLP-1 vector should be assessed as a novel gene therapy modality for the treatment of patients with T2DM. Our findings also suggest that GLP-1 gene delivery promotes cellular proliferation and differentiation of pancreatic cells. Key words: gene therapy, glucagon like peptide-1, type 2 diabetes, beta cells