Köpeklerde yağ doku kökenli mezenkimal kök hücrelerin β-TCP ve β-TCP/kollajen içerikli biyomateryallerde kemiğe farklılaştırılması
Osteogenic differentiation of canine adipose derived mesenchymal stem cells on β-TCP and β-TCP/collagen biomaterials
Yazar: ÖZGE ÖZGENÇ
Danışman: PROF. DR. ASUMAN ÖZEN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology ; Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Biyouyumlu materyaller = Biocompatible materials ; Kollajen = Collagen ; Kök hücreler = Stem cells ; Köpekler = Dogs ; Trikalsiyum fosfat = Tricalcium phosphate

Özet:
Yetişkin kök hücrelerden olan mezenkimal kök hücrelerin, kemik, kıkırdak, kas ve yağ dokusu gibi özellikle destek dokulara farklılaşabildiği bilinmektedir. İnsanlarda ortopedi ve travmatoloji alanında da mezenkimal kök hücreler özellikle kemik kırıkları ve hastalıklarının tedavisinde kullanılmaktadır. Günümüzde kemik kırıklarının iyileştirilmesi amacıyla mezenkimal kök hücrelerin biyomateryal kombinasyonları ile birlikte kullanımı hakkında yapılan araştırmaların sayısı her geçen gün artmaktadır. Ancak Türkiye'de Veteriner hekimliğin ortopedi alanına ait rejeneratif tedavi çalışmalarında biyomateryal üzerinde türlere özgü mezenkimal kök hücre kullanımıyla ilgili yeterli araştırma bulunmamaktadır.
Yapılan bu çalışmada köpeklerin yağ dokusundan eksplant kültür yöntemiyle izole edilen mezenkimal kök hücrelerin Beta-trikalsiyum fosfat (β-TCP) ve β-TCP/kollajen (β-TCP/kol) içerikli biyomateryallerde üretilip kemiğe farklılaştırılması amaçlanmıştır. Üç boyutlu kemik dokunun ekstrasellüler matriksini taklit etmek amacıyla kullanılan β-TCP ve β-TCP/kol içerikli biyomateryaller üzerinde hücre tutunmasını ve çoğalmasını tespit etmek için canlılık testi (MTT) analizi yapılmıştır. Biyomalzemelerin genel yüzey özelliklerini göstermek için taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Alkalen fosfataz (ALP), Von Kossa ve RT-PCR analizleri kullanılarak β-TCP ve β-TCP/kollajen içerikli biyomateryallerin osteoindüktif kapasitesi test edilmiştir. Köpeklerde yağ dokusu kökenli mezenkimal kök hücrelerin (Y-MKH) çoğalma, osteojenik farklılaşma, canlı kalma kapasiteleri iki farklı biyomateryalde karşılaştırılmıştır.
Bu çalışmanın sonucunda β-TCP/kol içerikli biyomateryalin alkalen fosfataz aktivitesi ve osteojenik gen ekspresyonları yönünden β-TCP materyaline göre avantajlı olmasına rağmen degredasyon özelliği çok yüksek olmasından dolayı kemik doku mühendisliğinde kullanımı için geliştirilmesi gerektiği düşünülmektedir.

Abstract:
Mesenchymal stem cells are adult stem cells that have ability to differentiate into osteogenic, chondrogenic, adipogenic and myogenic lineages. In the field of orthopedics and traumatology, mesenchymal stem cells are used especially for the treatment of bone fractures and diseases in humans. Today, the number of studies regarding the use of mesenchymal stem cells in combination with biomaterials to treat bone fractures is increasing day by day. However, there are not enough studies on the use of species spesific mesenchymal stem cells on biomaterials in the research of orthopedic regenerative therapies in Veterinary Medicine in Turkey.
The purpose of this study is to promote growth, proliferation and osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells that were isolated from the adipose tissue of canines on β-TCP ve β-TCP /collagen biomaterials. MTT analysis was performed to test the cell adhesion and proliferation on β-TCP and β-TCP /collagen biomaterials which were used to mimic the extracellular matrix of three-dimensional bone tissue. Scanning electron microscope analysis was performed to show general surface characters of β-TCP and β-TCP /collagen biomaterials. The osteoinductive capacity of the β-TCP and β-TCP /collagen biomaterials were determined by alkaline phosphatase and Von Kossa stainings, and RT-PCR analysis. Beside these studies, the capacity of growth, proliferation and osteogenic differentiation of adipose derived mesenchymal stem cells on two different biomaterials were compared.
As a result of this research, it is thought that although it is advantageous in terms of alkaline phosphatase activity and osteogenic gene expression compared to β-TCP material, β-TCP /collagen biomaterial should be developed because of its high degradation properties for use in bone tissue engineering.