Seyrantepe, VolkanBasırlı, Hatice Hande2025-11-252025-11-252025https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=Xau5rw3KuCgEuy-FuJQtsMZEzY6iVKPoNvwa7XJUW-u1IBcKGK_-ztkK0Y61EFCchttps://hdl.handle.net/11147/18737Tay-Sachs hastalığı, HEXA genindeki mutasyonlardan sonucu olan nörodejeneratif bir bozukluktur. Bu gen, GM2 gangliositinin yıkımını katalize eden β-hekzosaminidaz A (HexA) enziminin α-alt birimini kodlamaktadır. HexA eksikliği, Tay-Sachs hastalarında GM2'nin birikmesine ve ilerleyici nörodejenerasyona sebep olmaktadır. İlginç bir şekilde, Hexa-/- farelerinde, hastalığın hafif düzeyde seyretmesi hastalarda gözlemlenen nöropatolojik bulguların ortaya çıkmasını sınırlamaktadır. Erken başlangıçlı Tay-Sachs hastalığı fare modeli, Hexa-/-Neu3-/-, Tay-Sachs hastalarına benzeyen nöropatolojik ve davranışsal bozukluklarla birlikte 20 haftalık kısa bir yaşam süresi göstermektedir. Farelerde, sialidaz Neu3 enziminin GM2'nin yıkımı bir 'bypass' yolağı ile kolaylaştırdığı gösterilmişken, insan Neu3'ün (hNeu3) bu bağlamdaki potansiyel rolü henüz keşfedilmemiştir. Ayrıca, bu çalışmada, anti-inflamatuar bir ilaç olan İstradefilinin Hexa-/-Neu3-/- farelerinde nöroinflamasyonu azaltma potansiyeli incelenmiştir. İstradefilin ile birlikte hNeu3'ün terapötik etkinliğini moleküler biyolojik, immunohistokimyasal ve davranışsal analizler kullanarak açıklamak amacıyla AAVrh10-hNeu3, 8 haftalık Hexa-/-Neu3-/- farelerine intratekal olarak uygulanmıştır. Bunun neticesinde, Hexa-/-Neu3-/- farelerinde hNeu3 ve İstradefilinin yaşam süresini 28 haftaya kadar uzattığı ve farelerin vücut ağırlığında tespit edilebilir iyileşmelere yol açtığını bulduk. Özellikle sadece AAV veya İstradefilin ile birlikte AAV verilen 20 haftalık farelerde, GM2 birikiminde, lizozomal LAMP1 ve TUNEL pozitif hücrelerde azalma ve CNPase seviyelerinde artış gözlemlendik. Bunun yanı sıra, Rotarod ve ayak izi analizleri, tedavi edilen farelerde 20.haftada iyileşme olduğunu göstermektedir. Bulgularımız, insan Neu3 gen iletimi ve İstradefilinin, Hexa-/-Neu3-/- farelerinde görülen hastalık ilerlemesini hafifletme ve nöropatolojik ve motor eksikliklerini iyileştirme konusundaki terapötik potansiyeline ilişkin ilk in vivo kanıtı ortaya koymaktadır.Tay-Sachs disease is a neurodegenerative disorder that results from the mutated HEXA gene. This gene encodes the α-subunit of the β-hexosaminidase A (HexA) enzyme, which catalyzes the degradation of GM2 ganglioside. HexA deficiency causes the accumulation of GM2 and progressive neurodegeneration in Tay-Sachs patients. Interestingly, a mild disease manifestation in Hexa-/- mice limits the occurrence of neuropathological aspects observed in patients. The early-onset Tay-Sachs disease mouse model, Hexa-/-Neu3-/-, shows a shortened lifespan of 20 weeks, together with neuropathological and behavioral impairments resembling Tay-Sachs patients. In mice, sialidase Neu3 has been shown to facilitate GM2 degradation through a 'bypass' pathway, while the potential role of human Neu3 (hNeu3) in this context remains unexplored. Moreover, in this study, an anti-inflammatory drug, Istradefylline, was evaluated to reveal its potential to alleviate neuroinflammation in Hexa-/-Neu3-/- mice. To elucidate the therapeutic efficacy of hNeu3 alongside Istradefylline using molecular biological, immunohistochemical, and behavioral analyses, AAVrh10-hNeu3 was intrathecally administered to 8-week-old Hexa-/-Neu3-/- mice. Consequently, we found that hNeu3 and Istradefylline extended the lifespan to 28 weeks, resulting in detectable improvements in the body weight of Hexa-/-Neu3-/- mice. We observed reduced GM2 accumulation, lysosomal LAMP1, and TUNEL-positive cells and elevated levels of CNPase in 20-week-old mice given AAV alone or with Istradefylline. Additionally, rotarod and footprint analyses indicated enhancement in treated mice at 20 weeks. Our results demonstrated the first in vivo evidence for the therapeutic potential of human Neu3 gene delivery and Istradefylline to mitigate disease progression and ameliorate neuropathological and motor deficits shown in Hexa-/-Neu3-/- mice.enMoleküler TıpMoleküler GenetikMolecular MedicineMolecular GeneticDoctoral Thesis