Kemik Morfogenetik Protein-2 Geninin Lipid Bazlı Nanopartikül ile Mezenkimal Kök Hücrelere Transfeksiyonu

Creative Commons License

Aydın Ş., Türkoğlu N.

11. Uluslararası Akademik Araştırmalar Kongresi (ICAR), Ankara, Türkiye, 25 - 26 Temmuz 2023, ss.249-250

  • Yayın Türü: Bildiri / Özet Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.249-250
  • Yıldız Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Mezenkimal kök hücreler (MKH), rejeneratif tıp ve doku mühendisliği uygulamalarında önemli bir potansiyele sahiptir. Bununla birlikte, klinikte MKH’lerin mevcut kullanımı sınırlıdır, çünkü istenilen hücre tipine farklılaşma gibi hücre davranışlarını kontrol etmenin uygun bir yolu yoktur. MKH’lerin işlevini geliştirmek üzere genlerin iletilmesi, hücrelerin aktif bir şekilde kontrol edilmesi için bir fırsat sağlayabilir. MKH’lerin genetik manipülasyonunun önündeki en büyük engellerden biri verimli ve güvenli bir gen aktarım sisteminin henüz tanımlanmamış olmasıdır. Gen aktarım sistemleri, viral ve viral olmayan üzere iki sınıf altında toplanmıştır. Viral vektörler, hedef hücrelere gen aktarımı için virüslerin kullanıldığı sistemlerdir. Viral olmayan vektörler, biyouyumlu ve biyogüvenli materyaller aracılığıyla genleri transfer eder. Çalışma kapsamında, viral olamayan gen aktarım yöntemlerinden olan katı lipid nanopartiküller (KLN), MKH’lerin osteojenik farklanması amacıyla plazmid taşıyıcısı olarak kullanılmak için tasarlanmıştır. Yüzeyindeki pozitif yük sebebiyle KLN, negatif yüklü plazmid DNA ile stabil bir kompleks oluşturması hedeflenmektedir. KLN sentezinde tekli emülsifikasyon-çözücü uçurma yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen KLN’lerin boyut ve yük analizleri Zetasizer cihazı ile belirlenmiştir. KLN’lerin ortalama büyüklüğü 484.6 nm (±211.8), Polidispersite Endeksi (PDI) 0.153 ve yükü 31.8 mV (±5.40) şeklinde ölçülmüştür. KLN’lerin sitotoksisite değerleri MTT analizi ile belirlenmiştir. L929 hücre hattı üzerinde yürütülen sitotoksisite çalışmalarında dokuz farklı konsantrasyonda KLN’ler kullanılmıştır ve % 60’ın üzerinde canlılık gözlemlenmiştir. KLN’ler, kemik morfogenetik protein-2 (BMP-2) kodlayan plazmid ile konjuge edilmiştir. Konjugatların ortalama büyüklüğü 1101 nm (±302.6), PDI 0.054 ve yükü 1.69 mV (±4.28) şeklinde ölçülmüştür. Bu çalışmanın devamında; BMP-2 kodlayan plazmid, KLN ile MKH’lere transfekte edilecek ve transfeksiyon etkinliği belirlenecektir. Bu çalışma Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Birimi tarafından FYL-2023-5486 kodlu proje ile desteklenmiştir.

Mesenchymal stem cells (MSCs) have significant potential in regenerative medicine and tissue engineering applications. However, the current clinical use of MSCs is limited because the process of their differentiation into the targeted cell type is difficult to control. Delivering genes to enhance MSC function may provide an opportunity to actively control cells. One of the biggest obstacles of genetic manipulation of MSCs is that an efficient and safe gene delivery system has not yet been defined. Gene delivery systems are grouped into two classes, viral and non-viral. Viral vectors are systems in which viruses are used to deliver genes to target cells. Non-viral vectors transfer genes via biocompatible and biosafe materials. Within the scope of the study, solid lipid nanoparticles (SLN), which is one of the non-viral gene delivery methods, were designed to be used as plasmid carriers for osteogenic differentiation of MSCs. Due to the positive charge on its surface, SLN is aimed to form a stable complex with negatively charged plasmid DNA. Single emulsification-solvent evaporation method was used in the synthesis of SLN. The size and charge analyzes of the obtained SLNs were determined by Zetasizer device. The average size of SLNs was 484.6 nm (±211.8), the Polydispersity Index (PDI) was 0.153, and the charge was measured as 31.8 mV (±5.40). The cytotoxicity values of SLNs were determined by MTT analysis. In cytotoxicity studies conducted on the L929 cell line SLNs at nine different concentrations were used and over 60% viability was observed. SLNs were conjugated with plasmid encoding bone morphogenetic protein-2 (BMP-2). The average size of the conjugates was 1101 nm (±302.6), the PDI was 0.054, and the charge was 1.69 mV (±4.28). Future prospective of the study, the plasmid encoding BMP-2 will be transfected into MSCs with SLN and its transfection efficiency will be determined. This study was supported by Yıldız Technical University Scientific Research Projects (BAP) Unit with the project code FYL-2023-5486.