Allojenik mezenkimal kök hücreler ve mikroakışkan sistemle vücut dışında testisteki spermatogonyal kök hücre mikroçevresinin devamlılığının sağlanması
Providing the maintenance of spermatogonial stem cell niche in testis by allogeneic mesenchymal stem cells and microfluidic system
Yazar: SELİN ÖNEN
Danışman: PROF. DR. PETEK KORKUSUZ ; ÖĞR. GÖR. SEVİL KÖSE
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı / Kök Hücre Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology

Özet:
Prepubertal kanser vakalarında kemo ve radyoterapi uygulamaları nedeniyle erkek hastaların yarısında infertilite görülmektedir. Kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin (KİMKH) Sertoli hücreleriyle proliferatif faktörler salgılama karakterleri ve embriyonik kökenleri ortaktır. Mikroakışkan sistemleri (MaS), vücutta mikrovasküler akışı modelleyen yüksek teknolojik tıbbi cihazlardır. Tez çalışmasıyla geliştirilen MaS'ta KİMKH salgıları kullanılarak spermatogonyal kök hücrelerin (SKH) proliferasyonu ve farklılaştırılması hedeflenmiştir. Çalışma; disiplinler arası, rastgele seçilmiş, kontrol grubu içeren, ileriye yönelik in vitro deneysel araştırma şeklinde yürütülmüştür. Bağımlı değişkenler ölçüm parametreleri, bağımsız değişkenler MaS, asılı damla (AD) sistemleri; KİMKH salgılarının kullanılıp kullanılmadığı gruplar ve zamandır (7, 28 ve 42 gün). Histokimyasal boyamalara göre tübül epiteli kalınlığı, lümen çapı, spermatogonyum, spermatosit ve spermatid sayısı KİMKH salgısı kullanılan gruplarda kullanılmayan gruplara göre; MaS gruplarında AD gruplarına göre daha yüksektir (p<0.05). SALL4 immün işaretli SKH sayısının KİMKH ve MaS gruplarında kontrol gruplarına göre yüksek olduğu ortaya konmuştur (p<0.05). PLZF, c-Kit ve VASA işaretlemeleri ile sırasıyla SKH, spermatojenik seri hücreleri ve germ hücreleri akım sitometrisi ile değerlendirilerek histokimyasal ve immünhistokimyasal işaretlemelerin sonuçları doğrulanmıştır (p<0.005). KİMKH-KB ve MaS kullanımında 7, 42. günlerde testosteron seviyesinde kontrol gruplarına göre artış görülmüştür (p<0.005).  Çalışmadan elde edilen verilerle KİMKH salgılarıyla desteklenen MaS'ta testis kültürünün, yenidoğan farede in vitro spermatogeneze olumlu etkisi ortaya konmuştur. Gerçekleştirilen özgün tasarım ve cihaz üretimi, ülkemizin önemli bir sağlık sorununda yurt dışına bağımlılığı azaltarak sağlık ekonomisine yeni bir çözüm sunacak bir model oluşturmuştur.

Abstract:
Chemoradiotherapeutics used in childhood cancers result in permenant infertility in half of male patients. Bone marrow derived mesenchymal stem cells (BMMSC) share some of their secretomes and their embryonic origin with Sertoli cells which are main modulators of spermatogenesis. Microfluidic devices (MFD) are technologic platforms that simulate microvascular flow in the body. The study has been conducted as a randomized, prospective, experimental, interdisciplinary research. Dependent variables are the measurement parameters; the independent variables are the groups (MFD and hanging drop (HD); usage and not usage of MSC secretions) and the time (7, 28 and 42 days). Tubular epithelial thickness, luminal diameter, number of spermatogonium, spermatocyte and spermatid were higher in BMMSC-CM and MFD groups when compared to control (p<0.05). SALL4 immune labeled SSCs increased with use of BMMSC-CM and MFD (p<0.05). These results are confirmed by flow cytometric analyses of PLZF (SSCs), c-Kit (spermatogenic cell series) and VASA (germ cells) labeled cells (p<0.005). Testosterone level is increased with use of BMMSC-CM and MFD on days 7 and 42 by mass spectrometry comparing to control (p<0.005). As a result, through the BMMSC-CM supported, novel, technological MFD, seminiferous tubular epithelial thickness, luminal diameter, testosterone level, SSC and spermatogenic cell pool have been increased during 42-day long in vitro culture period. With the data obtained from this study, the supportive effect of BMMSC-CM contributed MFD in in vitro spermatogenesis is demonstrated. This new technology has the potential of being a new therapeutic device for ensuring the continuity of fertility in male prepubertal cancer patients. This model may be a solution for decreasing the economic dependency of our nation to the foreign countries by solving an important health problem like male infertility.