Sığırlarda sinoviyal sıvı kaynaklı mezenkimal kök hücrelerinin kondrojenik farklılaşmasında potansiyel adaylar olarak BMP-9 ve TGF-ß3
BMP-9 and  TGFß-3 as potential candidates for chondrogenic differentiation of synovial fluid derived stem cells in bovines
Yazar: ELİF ECE AKGÜN
Danışman: PROF. DR. KORHAN ALTUNBAŞ ; PROF. DR. METİN ERDOĞAN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Gen ifadesi = Gene expression ; Kemik morfojenik proteinleri = Bone morphogenic proteins ; Kondrositler = Chondrocytes ; Kök hücreler = Stem cells ; Kıkırdak = Cartilage ; Kıkırdak hastalıkları = Cartilage diseases ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; Sinovyal sıvı = Sinovial fluid ; Sığırlar = Cattles ; Transforme edici büyüme faktörü-beta = Transforming growth factor-beta

Özet:
Sinoviyal sıvı mezenkimal kök hücreler invaziv olmayan yöntemlerle kolay bir şekilde elde edilebilmektedir. Kondrojenik farklılaşma kapasitelerinin yüksek olması sebebiyle hem tedavi amaçlı olarak hem de araştırmalarda sıklıkla kullanılmaktadır. Eklem hastalıkları ile ilgili çalışmalarda eklem kıkırdağının doğal yapısının taklit edilebilmesi çalışmadan verimli bir sonuç elde etmek için önemlidir. Çalışmamızda transwell kültürde eklemin doğal yapısını taklit edebilmek amacıyla üst tabakada kondrositler ve plaka tabanında sinoviyal sıvı mezenkimal kök hücreler yer aldı. Kıkırdağın parakrin salgısı sayesinde mezenkimal kök hücrelerin kondrojenik farklılaşmasını artıracağı düşünüldü. Bu kültür sisteminde kondrojenik farklılaşma medyumuna ilave edilen TGF-ß3 ve BMP-9 ile kültürlenerek kök hücrelerin kondrogenezisinin daha da artırılması amaçlandı. İzole edilen sığır sinoviyal sıvı mezenkimal kök hücrelerin izolasyonu ve karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Bu doğrultuda hücrelerin farklılaşma potansiyelleri ve real-time PCR analizleri yapıldı. Aynı zamanda transwell kültürde kondrojenik farklılaşma medyumuyla yapılan 21 günlük uygulamadan sonra real-time PCR'da COL2A1, ACAN, SOX9 ve COL10A1 gen ifadelerine bakıldı. Ayrıca immunfloresan ve histolojik boyamalarla farklılaşma potansiyelleri doğrulandı. Sonuç olarak transwell kültürde biraraya getirilen kıkırdak ve sinoviyal sıvı mezenkimal kök hücrelerinin kondrojenik farklılaşmayı başarılı bir şekilde artırdığı görüldü. Aynı zamanda kondrojenik farklılaşma medyumuna ilave edilen TGF-ß3 ve BMP-9'un farklılaşmayı daha da artırdığı tespit edildi. Ancak, TGF-ß3 ve BMP-9'un farklı dozlarının biraraya getirilerek ya da tek başlarına kullanılarak etkilerinin tespit edilmesi kondrojenik farklılaşma mekanizmasının daha iyi anlaşılabilmesi açısından önemlidir. Ayrıca farklı zaman dilimlerinin çalışmaya eklenmesi ve in vivo olarak test edilmesi çalışmanın önemini daha da artıracaktır.

Abstract:
Synovial fluid mesenchymal stem cells can be obtained easily by non-invasive methods. They are frequently used both for therapeutic purposes and in research due to their high chondrogenic differentiation capacity. It is important to imitate the natural structure of articular cartilage in studies related to joint diseases in order to obtain an efficient result from the study. In our study, in order to imitate the natural structure of the joint in transwell culture, chondrocytes in the upper layer and synovial fluid mesenchymal stem cells at the bottom of the plate were located. It was thought that thanks to the paracrine secretion of the cartilage, it would increase the chondrogenic differentiation of mesenchymal stem cells. In this culture system, it was aimed to culture the stem cells with TGF-ß3 and BMP-9 added to the chondrogenic differentiation medium and thus to further increase the chondrogenesis of the stem cells. Isolation and characterization studies of isolated bovine synovial fluid mesenchymal stem cells were performed. In this direction, differentiation potentials of these cells and real-time PCR analyzes were performed. At the same time, after 21 days of culturing with chondrogenic differentiation medium in the transwell system, COL2A1, ACAN, SOX9 and COL10A1 gene expressions were examined in real-time PCR. Besides, the differentiation potentials were confirmed by immunofluorescence and histological stainings. As a result, it was observed that cartilage and synovial fluid mesenchymal stem cells combined in transwell culture successfully increased chondrogenic differentiation. At the same time, it was determined that TGF-ß3 and BMP-9 added to the chondrogenic differentiation medium further increased differentiation. However, determining the effects of different doses of TGF-ß3 and BMP-9 by combining them or using them alone is important for a better understanding of the chondrogenic differentiation mechanism. In addition, adding different time periods to the study and testing the study in vivo will further increase its importance.