Self-nanoparticle forming immunostimulatory DNA: Structure-function relationship studies

Toll-benzeri reseptörler (TLR) doğal bağışıklık hücrelerinde ifade edilen patern tanıyıcı reseptörler ailesinin en çok çalışılan ve en kritik üyesidir. Bu reseptörler bakteri/virüs DNA'sı, gram negatif bakterilerdeki lipopolisakkaritler (LPS), gram pozitif bakterilerdeki peptidoglikan, maya mantarlarındaki zimosan, parazitlerdeki lipopeptidler veya profilin proteinleri, hatta virüslerdeki tek veya çift sarmallı RNA'lar gibi mikrobiyal işaretleri tanırlar. TLR ailesinin birçok üyesi arasından, mikrobiyal DNA üzerindeki metillenmemiş dinükleotid motifleri tanıyan TLR9 reseptörleri güçlü bir Th1 etkili enflamatuar yanıt başlatırlar. Metillenmemiş CpG motifleri taşıyan sentetik oligodeoksinükleotidler, bakteri DNA'sını taklit ettiklerinden bulaşıcı hastalıklardan kansere, alerji/astıma kadar birçok sağlık problemlerinin tedavisinde kullanılabilir olmalarının yanında bağışıklık koruyucu ajan ve patojenlere karşı korunmayı geliştirmek için aşı adjuvanı olarak da kullanılabilirler. Şimdiye kadar birçok CpG ODN sınıfı tanımlanmış, bunların fare ve insanlarda bağışıklık sistemini farklı şekillerde aktive ettiği gösterilmiştir. Yapı-fonksiyon ilişkisi analizleri göstermiştir ki tek zincirli lineer ODN'ler kompleks multimerik DNA kümeleri şeklinde formüle edildiklerinde farklı yönde bağışıklığa yol açmaktadırlar. Son zamanlarda Guanozilerce zengin CpG ODN'lerin kompleks kümeler oluşturup bağışıklık hücrelerini farklı şekilde yönlendirerek anti-viral bağışıklık oluşturduğu bildirilmiştir. Ancak bu çeşit ODN' lerin klinikte kulanılması büyük ölçekli üretim esnasında üretimden üretime farklılıklar olması nedeniyle engellenmiştir. Bizim bilgimiz dahilinde, Guanozin zengini diziler haricinde kendi kendine nanoparçacık oluşturan DNA'lar bulunmamaktadır. Bu tez projesi dayanıklı, kendi kendine nanoparçacık oluşturan, G-yoksunu, CpG taşıyan ODN'ler ortaya çıkarmak için tasarlanmıştır.Bu tez çalışmasında yeni jenerasyon CpG ODN tasarlanmış olup yapısal ve bağışıklık sistemi üzerinde etkileri karakterize edilmiştir. Sonuçlarımız dendrimerik yapıların bilinen diğer ODN'lere kıyasla çok daha yüksek oranda bağışıklık uyarıcı potansiyelinin olduğunu önermektedir. Farelere in vivo ODN uygulamasından dört saat sonra, nanoparçacık oluşturan CpG ODN'lerin, kültür ortamındaki IFNg ve IL-12 üretiminden, dalak ve periton immün hücrelerini oldukça yüksek düzeyde aktive ettiği anlaşılmıştır. Hücreye alım ve bağlanma mekanizmalarını aydınlatmak için yapılan bloklama deneyleri en az bir çeşit skavenger (çöpçü) reseptörünün nanopartikül ODN'lerin hücreye alımında kritik rolü olduğunu ortaya çıkarmıştır. Sonuç olarak, bu verilerin ışığında nükleazlara karşı dirençli ve bağışıklık hücrelerine daha fazla bağlanmaları (ek bir ODN formülasyonu gerektirmeden) nanopartikül oluşturan CpG ODN kaynaklı bağışıklık aktivasyonuna katkıda bulunan faktörler olduğu söylenebilir. In vitro ve in vivo performansları bu yeni jenerasyon bağışıklık uyarıcı DNA'ların birçok klinik uygulama için güçlü adaylar olduğunu vurgulamıştır.Anahtar kelimeler: Doğal bağışıklık, TLR9, scavenger reseptörleri, nanoparçacıklı ve dendrimerik CpG ODN, immünterapi