Transforme edici büyüme faktörü beta-3 (TGF-β3) yüklü nanopartiküllerin sıçanlarda aşil tendon iyileşmesi üzerine etkilerinin araştırılması
Evaluation of the effect of transforming growth factor beta-3 (TGF-β3) loaded nanoparticles on healing in a rat achilles tendon injury model
Yazar: RIZA MERT ÇETİK
Danışman: PROF. DR. MEHMET AYVAZ
Hacettepe Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2021
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Aşil tendonu = Achilles tendon ; Aşil tendonu = Achilles tendon ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sıçanlar = Rats ; Transforme edici büyüme faktörü-beta = Transforming growth factor-beta ; Transforme edici büyüme faktörü-beta = Transforming growth factor-beta ; Yara iyileşmesi = Wound healing

Özet:
İnsan vücudundaki en dayanıklı tendon olan aşil tendonu, aynı zamanda en sık yaralanan  tendonlardan da birisidir. Kısa süreli in vivo etkinliğe sahip TGF-β3 molekülünün embriyonik kök hücrelerde tendinojenezi uyardığı bilinmektedir. Bu tez kapsamında, TGF-β3 molekülünün aşil tendon yaralanması sonrası iyileşme sürecine katkısının değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, sıçan aşil tendonlarında tek taraflı oluşturulan tendon yaralanması modelinde; uzun etki süresine sahip TGF-β3 yüklü poli(laktik-ko-glikolik asit)-b-poli(etilen glikol) (PLGA-b-PEG) nanopartiküllerinin in vivo etkinliği değerlendirildi.   80 adet erkek Sprague-Dawley cinsi sıçan; kontrol (C) grubu, boş kitosan film (Ch), serbest TGF-β3 içeren kitosan film (ChT), TGF-β3 yüklü nanopartikül içeren kitosan film (ChN) uygulanan grup olmak üzere 4 farklı gruba ayrıldı. 3. ve 6. haftada hayvanların sakrifiye edilmesiyle her grupta 10 adet sıçan bulunan 8 grupta tendonlar biyomekanik, histolojik (Movin ve Bonar skorları ile), immünohistokimyasal (tip I ve tip III kollajene yönelik) olarak incelendi ve gen ekspresyon düzeyleri (COL1A1, COL3A1, scleraxis, tenomodulin) gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) yöntemiyle tayin edildi. Histolojide; ChT ve ChN'nin doku iyileşmesini 3. ve 6. haftalarda olumlu etkilediği görüldü. 3. haftada ChT'nin maksimum yük, 6. haftada ise ChN'nin maksimum gerilim ölçümlerinde belirgin fark olduğu tespit edildi. İmmünohistokimyasal analizde; ChN'nin 3. haftada tip III kollajen, 6. haftada ise tip I kollajen ekspresyonunun belirgin şekilde artmış olduğu saptandı. 3. haftada COL1A1'nın ChT ve ChN'de artmış eksprese edildiği, COL3A1'nın ise sadece ChN'de artmış eksprese edildiği belirlendi. Sonuçlar, TGF-β3 yüklü PLGA-b-PEG nanopartiküllerini içeren kitosan filmin sıçanlarda aşil tendon yaralanmasını takiben iyileşme sürecine olumlu katkı sağladığını gösterdi.

Abstract:
Achilles tendon is the strongest tendon in the human body, and is one of the most frequently injured tendons . TGF-β3 was shown to induce tendinogenesis in embriyonic stem cells; but it's in vivo effects are not long-lasting.  The aim of this thesis project is to evaluate the effect of TGF-β3 on healing after achilles tendon injury. For this purpose, on a unilateral achilles tendon injury model in rats, the in vivo efficacy of TGF-β3 loaded polylactic-co-glycolic acid-b- polyethylene glycol (PLGA-b-PEG) nanoparticles has been evaluated. 80 male Sprague-Dawley rats were divided into 4 groups: control (C), empty chitosan film (Ch), chitosan film containing free TGF-β3 (ChT) and chitosan film containing TGF-β3 loaded nanoparticles (ChN). 40 rats were sacrified in the 3rdweek, and the remaining 40 in the 6th week; therefore 8 experimental groups were formed with 10 rat in each. Tendons were evaluated biomechanically, histologically (Bonar and Movin scores), immunohistochemically (type I and type III collagen); and gene expression analysis was done for COL1A1, COL3A1, scleraxis and tenomodulin by using real time polymerase chain reaction (RT-PCR) technique. Histologic analysis showed better scores for both ChT and ChN groups. Biomechanically, ChT group had a higher maximum load on 3rd week, and ChN group had higher maximum stress on 6th week. Immunohistochemically, ChN group was shown to express higher amounts of type III collagen on 3rd week and type I collagen on 6th week. Gene expression for COL1A1 was higher for ChT and ChN on 3rd week, COL3A1 was only higher in ChN group. Our results indicate that TGF-β3 loaded PLGA-b-PEG nanoparticles, which have a longer duration of action, show positive effects on achilles tendon healing in a rat model.