"umbilikal kord kaynaklı mkh eksozomu salınımı yapan kitosan/hidroksiapatit biyomateryalin kemik rejenerasyonuna etkisinin incelenmesi"
"repair of rat calvarial bone defect by using exosomes of umbilical cord derived mesenchymal stromal cells embedded in chitosan/hydroxyapatite scaffolds"
Yazar: DİLEK BAHAR
Danışman: DOÇ. DR. FATMA ÖZTÜRK KÜP ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP BURÇİN GÖNEN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Eksozomlar, fizyolojik ve patofizyolojik süreçlerde hücreler arası iletişimde temel ajan olarak kabul edilmektedir ve sahip olduğu avantajlarla hücresel uygulamalardaki güvenlik problemlerini azalttığı için hücresiz-hücresel terapi uygulamalarında yeni bir aday olarak tanınmaktadır. Bu çalışmanın amacı, yeni geliştirilmiş, hUK-MKH kök hücre eksozomu yüklü kitosan/hidroksiapatit iskelesinin rat kalvaryum defekt modelinde, kemik rejenerasyonuna olan etkisini değerlendirmektir. Bu amaçla insan umbilikal kord mezenkimal kök hücrelerden izole edilen eksozomlar mikroskobik, boyut analizi ve yüzey belirteçlerinin varlığına göre karakterize edildi. İskeleler dondurarak kurutma tekniğiyle hazırlandı. Yirmi beş ratta bilateral, 5x2 mm kritik boyuttaki kalvaryum defekti oluşturuldu ve rastgele 5 eşit gruba ayrıldı (A. Kitosan/Eksozom, n=10; B. Kitosan, n=10; C. Kontrol, n=10; D. Kitosan/HA/Eksozom, n=10; E. Kitosan/HA, n=10). Deney hayvanları altı hafta sonra sakrifiye edildi. Histolojik analizler sonucu gruplar arasında yeni kemik hacmi oluşumu istatistiksel olarak anlamlı bulundu (P=0,000). Bu sonuçlara göre Kitosan/Eksozom gurubundaki yeni kemik hacmi 1.50±0.14 mm3, Kitosan grubunda 1.20±0.43 mm3, Kontrol grubunda 1.06±0.10 mm3, Kitosan/HA/Eksozom grubunda 1.83±0.54 mm3 ve Kitosan/HA grubunda 1.43±0.66 mm3 olarak ölçüldü. Çalışmamızla Kitosan/Hidroksiapatit/Eksosom iskele kombinasyonunun kemik rejenerasyonunu arttırdığı tespit edilerek kemik doku mühendisliği uygulamalarında yeni nesil bir iskele olarak belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Mezenkimal kök hücre, eksozom, kitosan, kemik doku mühendisliği

Abstract:
Exosomes are suggested to play as essential mediators of intercellular communication in physiological and pathophysiological processes. MSCs' exosomes may have specific advantages to attenuate safety problems and are recognized as new candidates for cell-free cellular therapy. The aim of this study was to investigate the bone regeneration effect of newly developed hUC-MSC derived exosomes loaded chitosan / HA scaffold in rat calvarium defect model. Exosomes derived from hUC-MSC were purified and characterized by analyzing microscopically, size mesaurement and surface markers. Scaffolds were prepared by freeze-drying method. Twenty-five rats with bilateral 5x2 mm ciritical sized calvarial defects were equally divided into five groups (A: Chitosan/Exosome, n=10; B: Chitosan, n=10; C: Empty-Control, n=10; D: Chitosan/HA/Exosome, n=10, E: Chitosan/HA, n=10). All animals were sacrificed at the postoperative sixth week. Samples were prepared by using standard histological procedures. Histologic analysis showed that mean new bone volumes were statistically significant with a mean bone formation of 1.50±0.14 mm3 (Chitosan/Exosome), 1.20±0.43 mm3 (Chitosan), 1.06±0.10 mm3 (Control), 1.83±0.54 mm3 (Chitosan/HA/Exosome) and 1.43±0.66 mm3 (Chitosan/HA), respectively (P=0.00). According to our study results Chitosan/HA/Exosome combination can induce bone formation and may be a next generation scaffold material in bone tissue regeneration applications.
Keywords: Mesenchymal stem cell, exosomes, chitosan, bone tissue engineering