Roskovitin'in GSK-3 beta temelli taupatilerdeki etkisinin sinir hücre modelinde gösterilmesi

Abstract

Nörodejeneratif hastalıklar, beynin spesifik bölgelerindeki nöronlarin progresif ve geri dönüşümsüz kaybı ile karakterize edilen bir grup patolojiyi içermektedir. Nörodejeneratif hastalıklar göreceli olarak sıklıkla görülmekte, medikal ve sosyal açıdan önemli problemler yaratmaktadır. Bu patolojiler esas olarak hayatın ileri dönemlerinde nörolojik olarak normal bireylerde ortaya çıkmaktadır. Alzheimer hastalığı da en sık rastlanılan nörodejeneratif hastalıklardan biridir. Alzheimer hastalığında hippokampal ve kortikal nöronların kaybına bağlı kognitif (bilinç) fonksiyonlarda ve hafızada bozulma olmaktadır. Tau olgun nöronlarda bulunan mikrotübül uyumlu bir proteindir. Taupatiler, nörofibrillerde ya da gliafibrilar formlarında Tau proteinin patolojik birikimi ile uyumluluk gösteren nörodejeneratif hastalık grubuna verilen addır. Taunun hiperfosforile olması Tau'nun biyolojik aktivitesini baskılar ve sonuçta Tau kümelenmeleri meydana gelir. Bu çalışmanın amacı, sikline bağımlı kinaz (CDK) inhibitörü olan roskovitinin glikojen sentaz kinaz 3 (GSK-3 temelli taupatilerdeki etkisinin insan sinir hücre modelinde araştırılmasıdır. Roskovitinin nöroblastoma hücre hattı SK-N-AS hücrelerindeki terapötik etkisi önce hücre sağ kalımı ve apoptotik parametrelerle araştırıldıktan sonra Taupati açısından roskovitinin rolünü anlayabilmek için Alzheimer belirteçleri parametre olarak kullanıldı. Araştırmanın en son aşamasında da roskovitinin GSK-3 sinyal yolağı ve GSK-3 substratı olan -kateninle ve ayrıca ROS oluşumu ile olan ilişkileri ortaya konmaya çalışıldı. Bu araştırmada roskovitin uygulamasının hücre canlılığında azalmaya ve apoptoza neden olduğu gösterilmiştir. Roskovitinin 1 ve 10 µM konsantrasyonlarının hücre canlılığını sırasıyla % 20 ve 50 oranında azaltmıştır. Bu sonuçlara bakılarak SK-N-AS hücrelerinin CDK inhibitörlerine karşı duyarlı olduğu ortaya konulmuş olmaktadır. 10 µM roskovitin uygulamasında hücre sağ kalımının kayda değer bir şekilde azaldığı belirlendi. Ayrıca SK-N-AS hücrelerinde roskovitin uygulamasının koloni oluşumuna etkisi araştırıldı ve 10 µM roskovitin uygulamasının koloni oluşumunu azalttığı bulundu, buna ilave olarak 1 ve 10 µM roskovitin uygulaması ile soft agar içinde oluşan kolonilerin çaplarında kayda değer azalma bulundu. Bütün bu veriler roskovitinin hücre ölümünü teşvik ettiğini açıkça ortaya koymaktadır. Araştırmanın bundan sonraki aşamasında roskovitin ile tetiklenen hücre canlılığındaki azalmanın apoptotik hücre ölümünden kaynaklanıp kaynaklanmadığını anlayabilmek için apoptotik biyobelirteçler irdelendi ve SK-N-AS hücre hattında mitokondri membran potansiyelinde oluşan kaybın mitokondriyal yolak üzerinden apoptozu tetiklediği saptandı. Ayrıca SK-N-AS hücre hatlarında 1 µM roskovitin uygulamasının Tau proteninin anlatımında azalmaya sebep olduğu belirlenirken, 10 µM roskovitin uygulamasında Tau protein ifadesinde kontrole oranla bir değişiklik saptanmadı. Ayrıca kontrol hücreleri ile kıyaslandığında 1 µM roskovitin uygulaması ile Alzheimer hastalığının belirteci Amiloid β peptidinde azalma belirlenirken, 10 µM roskovitin uygulmasında protein ifadesinde artış saptandı. Bir diğer Alzheimer biyobelirteci APP protein ifade düzeyi incelendiğinde 1 ve 10 µM roskovitin uygulamaları sonucunda kontrol hücrelerine oranla azalmaya sebep olduğu saptandı, buna karşın, 1 ve 10 µM roskovitin uygulamaları kontrol hücrelerine oranla nöroflament protein ifadesinde artışa neden oldu. Diğer Alzheimer biyobelirteçleri BACE ve -sinukleine 1 ve 10 µM roskovitin uygulandığında, BACE protein ifade düzeyinde artış olduğu ve -synukleine ifadesinde ise değişiklik olmadığı belirlendi. Özetle Alzheimer'ın biyokimyasal belirteçlerinden olan Amiloid  ve Tau' nun 1 µM roskovitin uygulaması sonucu protein ifadelerindeki azalışa neden olarak apoptozu tetiklemektedir. Böylelikle anti- ve pro-apoptotik biyobelirteçlerin değişimi ile beraber roskovitinin apoptoz üzerindeki teşvik edici etkisi onaylanmış olmaktadır. Ayrıca roskovitinin, GSK-3 ve -katenini inhibe ederek apoptozu teşvik ettiği de bu araştırmada belirlendi. Sonuç olarak, bu araştırma kapsamında elde edilen bulgulara göre, nöroblastoma hücre hattı SK-N-AS'da roskovitinin apoptotik mekanizmayı tetiklediği açıkça ortaya konmuştur. Bu durumda roskovitinin Taupatik değil de apoptotik etkiye sahip olduğu düşünülmektedir. Ayrıca bu araştırmaların in vivo düzeyde ele alınması gerekliliği de söz konusudur. Roskovitinin taupatilerdeki etkisinin CDK5 ve GSK-3 ilişkili sinyal yolakları ile ilişkili olarak daha detaylı araştırmalar yapılması hedeflenmektedir.