Mezenkimal kök hücrelerin ın vıtro koşullarda testis mikroçevresi ve spermatogonyal kök hücre havuzunun korunmasına etkisinin araştırılması
Researching the effect of mesenchymal stem cells on the testicular microenvironment and the spermatogonial stem cell pool under in vitro conditions
Yazar: SELİN ÖNEN
Danışman: PROF. DR. PETEK KORKUSUZ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL KÖSE
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Kök hücreler = Stem cells ; Organ kültürü = Organ culture ; Sperm = Spermatozoa ; Testis = Testis ; İn vitro = In vitro

Özet:
Önen, S. Mezenkimal Kök Hücrelerin in vitro Koşullarda Testis Mikroçevresi ve Spermatogonyal Kök Hücre Havuzunun Korunmasına Etkisinin Araştırılması. Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Kök Hücre Programı Yüksek Lisans Tezi, Ankara 2019. Çocukluk çağı kanserlerinde kemo-radyoterapi sonrası testiste germ hücresi hasarı sonucu hastalarda %46 oranında infertilite görülmektedir. Erkeklerde puberteye kadar spermatogenez başlamadığından testisten olgun sperm eldesi mümkün olmayıp, spermatogonyal kök hücrelerin, in vitro koşullarda uzun süreli kültürü sağlanamamaktadır. Mezenkimal kök hücreler, spermatogenezin devamlılığında asıl etkili Sertoli hücreleriyle embriyonik köken, gen ekspresyon profili ve farklılaşma potansiyeli açısından benzerdir. Sertoli hücrelerine kimyasal destek sunacak mezenkimal kök hücreler, in vitro koşulda testis nişinde kök hücre havuzunun korunmasına katkı sağlayabilir. Bu çalışmanın amacı, in vitro koşulda allojenik mezenkimal destekli hava sıvı interfaz tekniği ile tasarlanmış indirekt kokültür sistemindeki C57BL/6 türü yenidoğan fare testis şeritlerinde yapı, işlev ve spermatogonyal kök hücre canlılığının 1, 2, 4 ve 6 hafta süreyle korunmasıdır. Mezenkimal kök hücreler deneylerde kullanılmak üzere karakterize edilmiş; kokültür sisteminin etkinliği akım sitometrisi, histokimyasal ve immünohistokimyasal kantitatif yöntemlerle ortaya konmuştur. Mezenkimal kök hücreler, in vitro koşullarda indirekt kokültür ortamında 1-6 hafta arasında seminifer tübül (p<0.05) ve 2. 6. haftada lümen alanını (p<0.05) arttırıcı etki göstermiştir. Mezenkimal kök hücreler kokültür ortamında 1-6 haftalar arasında SALL4 ile işaretli; 1 ve 2. haftada PLZF ile işaretli spermatogonyal kök hücre; 6. haftada c-Kit işaretli ileri farklılaşmış spermatojenik seri hücre sayısını kontrole göre arttırmıştır (p<0.05).  Sonuç olarak, kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin in vitro kokültür sisteminde destekleyici etkisi ortaya konduğundan, klinikte gonadotoksik tedavi öncesi izole edilen testis şeritlerinin bu sistemle in vitro koşullarda korunabilmesinde kullanılabilecek tedavi stratejilerine iyi bir aday olabileceği saptanmıştır.


Anahtar sözcükler: Testis, organ kültürü, kokültür, mezenkimal kök hücre,
spermatogonyal kök hücre

Abstract:
Önen, S. Researching The Effect Of Mesenchymal Stem Cells On The Testicular Microenvironment And The Spermatogonial Stem Cell Pool Under in vitro Conditions. Hacettepe University Institute of Health Sciences, Master of Science Thesis in Stem Cell Programme, Ankara, 2019. Fourty six percent of male patients display infertility due to germ cell damage induced by chemo-radiotherapy for treatment of childhood cancers. It is not possible to collect mature sperm from these patients since spermatogenesis is not present start until puberty. Monolayer long term culture of spermatogonial stem cells is challenging. Mesenchymal stem cells have a similar embryonic origin with the Sertoli cells that have a crucial role in regulation of spermatogenesis. Sertoli cells share gene expression profile and differentiation potential of mesenchymal stem cells. We hypothesized that mesenchymal stem cells can support the testicular niche and maintain the stem cell pool in an in vitro co-culture system by supporting Sertoli cells. The aim of this study is to protect stem cell viability of newborn C57BL/6 mice testes for 1, 2, 4 and 6 weeks by using an syngenic bone marrow derived mesenchymal stem cell supported indirect air liquid interphase co-culture system. The co-culture system has been set and maintained successfully using isolated mesenchymal stem cells of passage 3. The efficiency of mesenchymal stem cell contributed co-culture system was evaluated by histochemical, immunohistochemical and flow cytometric analyses. Mesenchymal stem cells increased seminiferous tubule area at week 1 to 6 and the luminal area at week 2 and 6 when compared to controls (p<0.05). The number of SALL4 labeled spermatogonial stem cells increased at week 1 to  6; PLZF labeled cells increased at week 1 and 2; and c-Kit labeled spermatogenic cells increased at week 6 (p<0.05) with mesenchymal support. In conclusion, this novel mesenchymal stem cell contributed air liquid interphase co-culture system presents a new tool for the in vitro maintenance of testis strips prior to gonadotoxic cancer treatment by providing moderate growth and development of testicular tubules.


Keywords: Testis, organ culture, coculture, mesenchymal stem cell, spermatogonial
 stem cell