Olfaktör mukozal mezenkimal kök hücrelerin nöral farklılaşmasında peptit jellerin etkisinin ın vitro incelenmesi
Investigation of the effect of peptide gels on neural differentiation of olfactory mucosal mesenchymal stem cells
Yazar: YONCA ERDAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYLİN ŞENDEMİR
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Doku mühendisliği = Tissue engineering ; Hücre farklılaşması = Cell differentiation ; Kök hücreler = Stem cells ; Otonom sinir sistemi = Autonomic nervous system ; Sinir büyüme faktörleri = Nerve growth factors ; Sinir lifleri = Nerve fibers ; Sinir rejenerasyonu = Nerve regeneration

Özet:
Merkezi Sinir Sistemi (MSS) hastalıklarında henüz etkili bir tedavi yöntemi bulunmamaktadır. Özellikle de nörodejeneratif hastalıkların görülme sıklığı gün geçtikçe artmakta ve etkin tedavi yöntemleri geliştirilememektedir. Sinir onarımı, büyük ölçüde izole edilmiş hücrelerin ekstraselüler matris ve nörotrofik faktörlerle desteklenmesi gibi sinir doku mühendisliği yaklaşımları ile başarılabilir. Son zamanlarda kök hücreler kendilerini yenileme ve farklılaşma gibi benzersiz özelliklerinden dolayı sinir doku mühendisliği uygulamalarında odak haline gelmiştir. Sinir kök hücrelerinin izolasyon zorluklarının göz önünde bulundurulması mezenkimal kök hücrelerini gündeme getirmiştir. Özellikle de olfaktör mukozal mezenkimal kök hücrelerinin (OM-MKH) nöral farklılaşmaya eğilimli olduğu öne sürülmüştür.
Bu bilgilerden yola çıkarak bu tez çalışmasında genç sıçandan izole edilen OM- MKH'leri kullanıldı. İzole edilen hücrelerin nöral farklılaşması doku mühendisliği yaklaşımlarından biri olan kendiliğinden dizilebilen peptit jel ile desteklendi. Ekstraselüler matris görevi gören kendiliğinden dizilebilen PuraMatrix peptit jelinin oligodendrositlere farklılaşmasını ve çoğalmasını desteklediği daha önce gösterilmiştir. Bu tez kapsamında da OM-MKH'lerinin nöral farklılaşması, PuraMatrix peptit jeli ve besi ortamına verilen çeşitli nöral büyüme faktörleri ile desteklendi. Özetle, bu tez çalışması ile OM-MKH'lerinin 2 boyutlu (2B) ve 3 boyutlu (3B) in vitro nöral farklılaşma kapasiteleri ve PuraMatrix peptit jelin bu farklılaşmaya etkileri incelendi.
Farklılaşmanın karakterizasyonu beta-III-tübülin, sinaptofizin, glial fibriler asidik proteini (GFAP) ve oligodendrosit belirteci 4 (O4) gibi nöral belirteçler kullanılarak immünohistokimyasal boyama, beta-III-tübülin, sinaptofizin, tirozin hidroksilaz belirteçleri kullanılarak gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ve nöral morfolojiyi belirlemek amacıyla taramalı elektron mikroskop görüntüleme deneyleri aracılığıyla yapıldı. Deney sonuçlarına göre PuraMatrix peptit jelinin OM-MKH'lerinin nöron benzeri hücreye farklılaşmalarını olumlu yönde desteklediği belirlendi.
Anahtar Kelimeler: OM-MKH, puramatrix, nöral farklılaşma, sinir doku mühendisliği

Abstract:
There is no effective treatment for central nervous system diseases. In particular, the incidence of neurodegenerative diseases increases day by day and effective treatment methods cannot be developed. Neural regeneration can be achieved to a larger extent by tissue engineering approaches, such as supporting isolated cells with neurotrophic factors and extracellular matrices. Stem cells, because of their unique features, such as self-renewal and differentiation, have lately become a focus in neural tissue engineering applications. Consideration of isolation challenges of neural stem cells has brought mesenchymal stem cells to the agenda. In particular, it has been suggested that olfactory mucosal mesenchymal stem cells (OM-MSCs) are predisposed to neural differentiation.
Based on this information, OM-MSCs isolated from young rats were used in this thesis study. The neural differentiation of the isolated cells was supported by a self-assembled peptide gel, which is one of the tissue engineering approaches. The self-assembled PuraMatrixä peptide gel, which serves as an extracellular matrix, was previously shown to support neural regeneration on oligodendrocytes due to its ability to support the neural cell differentiation and proliferation. Therefore, neural differentiation of OM- MSCs was supported by PuraMatrix peptide gel and various neural growth factors supplied in the culture medium. In summary, in this thesis, in vitro neural differentiation capacities of OM-MSCs in 2D and 3D, and the effects of PuraMatrix peptide gels in their differentiation were investigated.
Characterization of differentiation was performed by: immunohistochemical staining using beta-III-tubulin, synaptophysin, GFAP and O4 neural markers, real-time polymerase chain reaction using beta-III-tubulin, synaptophysin and tyrosine hydroxylase neural markers, and electron microscopy imaging for determination of neural morphology. According to the experimental results, it was determined that PuraMatrix peptide gel supports the differentiation of the OM-MSCs toward neuron- like cells.
Keywords: OM-MSC, puramatrix, neural differentiation, neural tissue engineering