Nazal kaynaklı sinir kök hücrelerinin sinir doku mühendisliğinde kullanılmak üzere grafen- poli (ε-kaprolakton) temelli 3 boyutlu hücre kültür modelinin geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMÜHENDİSLİK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: GİZEM COŞAR
Danışman: Adil Allahverdiyev
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünyada yaşlanan nüfusla birlikte nörodejeneratif hastalıklar artmaya ve büyük bir toplumsal sorun haline gelmeye başlamıştır. Nöronların veya nöronal proseslerin kaybından kaynaklanan Alzheimer, Huntington, Parkinson gibi nörodejeneratif hastalıkların tedavisine yönelik terapötik ve moleküler yaklaşımlar bulunmasına rağmen henüz etkin bir tedavi yöntemi geliştirilememiştir. Ancak son yıllarda kök hücre alanındaki gelişmeler nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde kök hücre temelli terapötik yaklaşımların önemini arttırmaktadır. Kök hücrelerle nörodejeneratif hasarların onarımına yönelik yapılan çalışmalar günümüzde klinik deneme aşamalarına ulaşmış olsa bile hala etkin bir tedavi yöntemi geliştirilememiştir. Kök hücre naklinden sonra hücrelerin kontrolsüz bir şekilde çoğalması, istenmeyen hücre tiplerine farklılaşabilmesi, vücut ile uyum sağlayamaması, hücrelerin dokulara tutunma zorluğu yaşaması ve buna bağlı olarak canlılık oranlarının düşmesi kök hücre uygulamalarında karşılaşılan ciddi sorunlardır. Son yıllarda kök hücre ve nanoteknoloji alanındaki gelişmelerle birlikte nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde sinir doku mühendisliği çalışmalarına daha çok önem verilmektedir. Günümüzde, sinir doku mühendisliğine yönelik yapılan çalışmalarda, grafen ve grafen oksitin üstün elektriksel özellikleri ile doku iskelerinin yapısında kullanımı sinir doku mühendisliği çalışmalarında giderek önem kazanmaktadır. Şimdiye kadar yapılan çalışmalarda, FDA onaylı PCL'nin doku mühendisliği çalışmalarında uygun olduğu, grafen ve grafen oksitin üstün elektriksel özellikleri ile nöronal süreçlere etki ederek nöronal sinyal iletimini ve rejenerasyonunu desteklediği gösterilmiştir. Günümüze kadar farklı kaynaklardan elde edilen kök hücreler ile PCL ve/veya grafen ve grafen oksit katkılı PCL doku iskelelerini içeren doku mühendisliği uygulamaları gerçekleştirilmiş olsa da, literatürde nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde olfaktör kök hücrelerinin PCL, grafen ve grafen oksit katkılı PCL doku iskeleleriyle bir arada kullanıldığı herhangi bir 3 boyutlu çalışma bulunmamaktadır. Bu bilgiler ışığında, bu tez çalışmasının amacı, sinir doku mühendisliğinde kullanılmak üzere ilk kez olarak olfaktör kök hücrelerinin PCL, grafen ve grafen oksit katkılı PCL iskeleleriyle 3 boyutlu kültür modelinin oluşturulması ve farklı sinir hücrelerine dönüşmesinin kıyaslı olarak incelenmesi olmuştur. Bu tez çalışması, Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü' nün 2016-07-04-KAP01 numaralı projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir. Çalışmalarda amaca uygun olarak ratlardan olfaktör kök hücreleri eksplant yöntemi ile izole edilmiştir. Grafen/grafen oksit katkılı 3 boyutlu doku iskelelerinin üretimi elektroeğirme yöntemi ile İnovenso Ltd. Co. firmasında gerçekleştirilmiştir ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskop) görüntüleri ile optimizasyonu yapılmıştır. Elde edilen doku iskeleleri üzerinde olfaktör kök hücrelerinin 3 boyutlu hücre kültür modelinin oluşturulması, 28 gün boyunca MTT (3-(4,5-dimetiltriazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium bromid) ve canlı/ölü boyaması ile canlılık analizleri yapılmıştır. 3 boyutlu hücre kültür modellerinde kök hücrelerin sinir hücrelerine farklılaşması; Tubulin III, GFAP (glial fibril asit protein), O4 boyama, RNA izolasyonu, cDNA eldesi ve eş zamanlı PZR (Polimeraz Zinir Reaksiyonu) ile 15 gün boyunca takip edilmiştir. Yapılan tüm bu çalışmalar sonucunda; ratlardan izole edilen olfaktör kök hücrelerin CD34-45(-), CD90(+), CD105(+) yüzey markerları ve adipojenik, kondrojenik farklılaşma ile kök hücre olduğu tanımlanmıştır ve sürekli kültürü ile kriyobankı oluşturulmuştur. Elektroeğirme ile üretilen doku iskelelerinde olfaktör kök hücrelerinin 3 boyutlu hücre kültür modellerinde daha fazla çoğaldığı ve canlılıklarını daha uzun süre koruduğu tespit edilmiştir. 3 boyutlu kültür modellerinde olfaktör kök hücrelerin nöronlara farklılaşmasında en yüksek etkinliği grafen ve grafen oksit içeren doku iskelelerinin olduğu tespit edilmiştir. Eş zamanlı PZR çalışması sonucunda, grafen ve grafen oksit katkılı PCL doku iskelelerinin olfaktör kök hücrelerinin nöronal hücrelere farklılaşmasında etkili olduğu gösterilmiştir. Böylece, ilk kez olarak olfaktör kök hücrelerinin PCL, grafen ve grafen oksit katkılı PCL iskeleleriyle 3 boyutlu kültür modelinin oluşturulması ve farklı sinir hücrelerine farklılaşması kıyaslı olarak incelenmesi sonucunda, grafen ve grafen oksit katkılı PCL doku iskelelerinin sinir doku mühendisliği çalışmalarında kullanılmak üzere yüksek bir potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir.