Using zebrafish disease model in molecular research on neurodevelopmental disorder generation

Bu tezde zebrafish, iki farklı proje kapsamında model organizma olarak kullanılmıştır: n örogelişimsel dönemde dopaminerjik sistemden kaynaklanan sorunlar (özellikle DEHB) ve yaşlılıkta dopaminerjik sistem bozukluklarını temsil eden bir Parkinson hastalığı modeli. Bu yaklaşım, dopaminerjik sistem disfonksiyonunun neden olduğu bozuklukların yaşam boyu etkilerinin araştırılmasını sağlamıştır. Dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu (DEHB), sürekli dikkat eksikliği, hiperaktivite ve dürtüsellik ile karakterize edilen ve günlük işlevlerde önemli bozulmalara yol açan yaygın bir durumdur. DEHB'yi yönetmek için çok sayıda ilaç geliştirilmiş olup, metilfenidat (yaygın olarak Ritalin veya Concerta olarak bilinir) en yaygın kullanılan aktif bileşiktir. Metilfenidat, dikkat, odaklanma ve duygusal düzenlemeyi etkili bir şekilde iyileştirirken, uzun süreli kullanımı, artan depresyon ve anksiyete gibi davranışsal sorunlara ve uyku bozuklukları ile ödüllere karşı azalmış duyarlılık gibi fiziksel yan etkilere yol açabilir. Bu yan etkiler, yetişkinlerde çocuklara kıyasla telafi edilmesi daha zor olup, kalıcı etkiler bırakabilir. Bu çalışma, metilfenidat kullanımının uzun vadeli etkilerini yetişkin kadınlarda incelemeyi ve bu etkilerin uyku bozuklukları, sirkadiyen ritim bozulmaları ve özellikle gebelik sırasında çocukların hızlanmış beyin yaşlanmasına yatkınlığı üzerindeki potansiyel etkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Hipotezimiz, gebelik sırasında metilfenidat kullanımının, telomer uzunluğu ve beyin yaşlanmasıyla ilişkili gen metilasyon kalıplarında değişikliklere katkıda bulunarak, ̧cocukların nörodejenerasyona yatkınlığını artırabileceğidir. Bunu değerlendirmek için ikinci nesil yavrularda telomer uzunluğu ve beyin yaşlanmasıyla ilişkili genlerin metilasyon analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, uyku bozukluklarını düzenlemek için melatonin ve metilfenidatın yan etkilerini azaltmak için alternatif olarak oksitosin gibi terapötik müdahalelerin koruyucu etkileri olabileceği hipotezimiz vardır. Bu çalışmada, insanlar ile yüksek genetik benzerlikleri ve çok nesilli ̧calışmalar yapmayı kolaylaştıran yüksek yumurta üretim kapasiteleri nedeniyle zebrafish model organizma olarak kullanılmıştır. Çalışmanın sonucunda, sirkadiyen ritim bozukluğu ve anne stresi nedeniyle oluşan nöroenflamasyonun melatonin ve metilfenidat ile oksitosin ve metilfenidat kombinasyon tedavileri ile azaltıldığı belirlenmiştir. Bir sonraki neslin yavrularında ise yalnızca metilfenidat ile tedavi edildiğinde doğumda miras alınan telomer uzunluğunun daha kısa olduğu gözlemlenmiştir. Tezin ikinci araştırma projesinde ise Parkinson hastalığının beyinden ve bağırsaktan kaynaklanan iki farklı kökeni araştırılmıştır. Parkinson hastalığı, merkezi sinir sistemindeki dopaminerjik nöronların kaybı veya azalması ile karakterize edilen nörodejeneratif bir bozukluktur. Bu durum, alfa-sinüklein fibrillerinin birikimi ile ilişkilidir ve motor fonksiyon bozukluklarına neden olur. Araştırmanın önceki aşamasında, insan alfa-sinüklein geninin tek hücre aşamasında zebrafish genomuna entegre edilmesiyle transgenik zebrafish modelleri geliştirilmiştir. Tezin bu aşamasında, altı aylık transgenik zebrafishler, Parkinson hastalığının beyinden veya bağırsaktan kaynaklanabileceği hipotezini test etmek için kullanılmıştır. Alfa-sinüklein proteini beyne ve bağırsağa enjekte edilmiş ve bu iki organ arasındaki hareketi analiz edilmiştir. Alfa-sinüklein fibrillerinin hareketi immünohistokimya teknikleri kullanılarak doğrulanmıştır. Davranış değişiklikleri ve motor fonksiyon bozuklukları, yeni tank testleri, yüzme dayanıklılık testleri ve koku alma bozukluğu testleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Çalışmanın sonucunda, beyin-bağırsak ve bağırsak-beyin yönlerinde enjekte edilen alfa-sinüklein fibrillerinin farklı hızlarda hareket ettiği doğrulanmıştır.