Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Bitirim C. (Yürütücü), Aksoy Z. , Akgün canan M. , Uyar R. , Turan B.
Spinal Müsküler Atrofi (SMA), esas olarak motor nöron dejenerasyonu ile karakterize genetik bir hastalık olmakla birlikte, son yıllarda artan klinik ve histopatolojik bulgular SMA’lı bireylerde kardiyak disfonksiyon ve yapısal anomalilerin de hastalık spektrumunun önemli bir bileşeni olduğunu göstermektedir. SMN1 eksikliğine bağlı gelişen hücresel stres, enerji metabolizması dengesizliği, reaktif oksijen türleri (ROS) artışı ve sinyal iletim bozukluklarının bu kardiyak fenotipe katkı sağladığı düşünülmektedir. Ancak SMA’nın embriyonik kardiyogenez üzerindeki etkilerinin hücre tipi özgül ve gelişim evresine bağlı moleküler mekanizmaları henüz yeterince aydınlatılamamıştır.β-adrenerjik reseptörler (β-AR), kalpte yalnızca kontraktil yanıtın ve uyarma-kasılma çiftleniminin temel bileşenlerinin düzenlenmesinde değil; mitokondriyal fonksiyon, oksidatif fosforilasyon kapasitesi, hücre içi Ca²⁺ dengesi, glukoz homeostazı ve endotelyal NO–ROS dengesinin sürdürülmesinde kritik rol oynayan GPCR ailesi üyeleridir. Ayrıca grubumuzun da önceki çalışmalarında, patolojik koşullarda β-AR yolaklardaki dengesizliğin mitokondriyal kinetikler ile iyon kanal fonksiyonunu bozabildiğini göstermiştir. Embriyonik kalpte Ca²⁺ aracılı elektriksel aktivitenin morfogenez ve hücresel farklılaşma için zorunlu olduğu göz önüne alındığında, β-AR aracılı düzenlemenin kardiyak gelişimde belirleyici bir rol oynayabileceği öngörülmektedir.Bu proje, SMAya bağlı kardiyak patolojinin gelişimsel temelini ve β-adrenerjik reseptör aracılı mekanizmaların bu süreçteki rolünü insan uyarılmış pluripotent kök hücre (uPKH) kaynaklı 3B kardiyak organoid modeli kullanarak ortaya koymayı amaçlamaktadır. İlk aşamada sağlıklı ve SMA hasta kaynaklı uPKH’lerden kendi kendini organize eden kardiyak organoidler üretilecek ve kardiyogenezin iki kritik evresi olan gün 15 ve gün 35 örneklerinde tek hücreli transkriptomik (scRNA-seq) analizleri gerçekleştirilecektir. Bu analizler, SMN1 eksikliğinin hücre tipine özgü gen ifade programları, düzenleyici ağlar ve β-AR alt tiplerinin gelişimsel dinamikleri üzerindeki etkilerini ortaya koyacaktır.İkinci aşamada, SMA kardiyak organoidlerinde β-AR aracılı düzenlemenin mitokondriyal fonksiyon, Ca²⁺ dinamikleri, elektrofizyolojik özellikler ve metabolik yeniden programlama üzerindeki etkisi fonksiyonel olarak test edilecektir. Bu amaçla β-AR alt tiplerine özgü seçici agonist ve antagonistlerle hedefli farmakolojik modülasyon uygulanacak; kasılma fizyolojisi, Ca²⁺ transientleri, metabolik yolak analizleleri ve nitrik oksit üretimi ve ilgili moleküler belirteçler nicel olarak değerlendirilecektir. Bu yaklaşım, SMA’da β-AR dengesizliğinin kardiyak olgunlaşma ve fonksiyon üzerindeki nedensel katkısını ortaya koymayı hedeflemektedir.Özetle bu proje; (i) SMA’ya özgü kardiyak organoidlerde gelişimsel zaman ekseninde literatürde ilk kez kapsamlı tek hücreli omik veri setini oluşturacak, (ii) β-adrenerjik reseptörleri kardiyogenez sırasında metabolik ve elektrofizyolojik bütünleşmenin düzenleyicileri olarak sistematik biçimde test edecek ve (iii) β-AR alt tiplerine yönelik hedefli farmakolojik modülasyonun SMA kardiyak fenotipini düzeltme potansiyelini değerlendirecektir. Elde edilecek bulguların SMA’nın kardiyak bileşenine ilişkin mekanistik anlayışı derinleştirmesi ve hedefe yönelik yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesine katkı sağlaması beklenmektedir.