Kritik büyüklükteki kranial kemik defektinde yağ dokusu ve kemik iliği kaynaklı kök hücrelerin ve bu hücrelerden farklılaştırılmış osteoblastların kemik iyileşmesi üzerindeki etkileri
Effects of osteogenically induced and non-induced adipose-derived and bone marrow-derived stem cells on bone healing in rat critical-sized cranial defect
Yazar: SALİM İSKENDER
Danışman: DOÇ. MUHİTDİN ESKİ
GATA / Tıp Fakültesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2010
Konu: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Kafa = Head ; Kemik defektleri = Bone defects ; Kemik iliği = Bone marrow ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Kök hücreler = Stem cells ; Kırık iyileşmesi = Fracture healing

Özet:
Bu çalışmanın amacı; yağ dokusu ve kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin ve bu hücrelerden farklılaştırılmış osteoblastların kemik iyileşmesi üzerine etkilerini araştırmaktır.Sıçanların kemik iliğinden ve yağ dokularından kök hücre elde edildi ve osteoblasta farklılaştırıldı. Flöresan boya ile işaretlenen hücreler jelatin taşıyıcıya eklendi. 48 adet sıçan 6 gruba (n=8) ayrıldı. Model olarak kritik büyüklükte kranial kemik defekti kullanıldı. Grup 1'de sadece kemik defekti oluşturuldu, grup 2'de tek başına jelatin taşıyıcı kullanıldı. Grup 3, 4, 5 ve 6'da yağ dokusu ve kemik iliği kaynaklı kök hücreler ve bunlardan farklılaştırılmış osteoblastlar kullanıldı. Postoperatif 0, 2, 4. ve 8. haftalarda BT ve 8. haftada sakrifiye edildikten sonra dijital röntgen kullanıldı. Histolojik incelemeyi takiben, işaretli kök hücreler flöresan mikroskop ile görüntülendi ve immünhistokimyasal inceleme uygulandı.Kemik defekti alanları açısından hücresel tedavi grupları (grup 3, 4, 5 ve 6) ile tedavi uygulanmayan gruplar (grup 1 ve 2) arasında, 0, 2 ve 4. haftalar için fark saptanmazken, 8. haftada istatistiksel olarak anlamlı fark saptandı (p<0.05). Her grup kendi içinde karşılaştırıldığında ise, tedavi uygulanmayan gruplarda fark saptanmaz iken, hücresel tedavi gruplarında 0. ve 8. haftalar arasında anlamlı fark saptandı (p<0.05). Histolojik olarak, hücresel tedavi gruplarında, kontrol ve taşıyıcı gruplarından farklı olarak, yer yer adacık şeklinde kemik oluşumları gözlendi. Kök hücrelerin kranial kemik defekti alanındaki varlığı 8. haftanın sonunda flöresan boya ile gösterildi, osteojenik (osteokalsin ile) ve vasküler (vWF ile) yönde farklılaşma immünhistokimya ile gösterildi.Çalışmada, hücresel tedavi uygulanan gruplarda, kontrol ve taşıyıcı gruplarına göre, yeni kemik oluşumunun daha fazla olduğu saptandı. Yeni kemik oluşumu yönünden her iki kaynaktan elde edilen kök hücreler ve osteoblastlar arasında fark bulunmadı. Kök hücrelerin, gerektiğinde, osteoblasta farklılaşmanın yanında, vasküler desteği artırmak için endotel hücresine de dönüştüğü düşünülmektedir. Elde edilmesi ve çoğaltılması kolay olduğu için yağ kaynaklı kök hücrelerin, osteojenik yönde farklılaştırılmadan kullanılması önerilmektedir.

Abstract:
The aim of this study was to examine the role of adipose-derived and bone marrow-derived stem cells and osteoblasts differentiated from these stem cells on bone regeneration.Stem cells were provided from bone marrow and adipose tissue of the rats and osteogenically differentiated. Fluorescent labelled cells were seeded onto gelatin carrier. 48 rats were divided into 6 groups and critical sized cranial defect model was used. Group 1 had only cranial defect while group 2 recieved gelatin carrier without cells seeded onto. Groups 3 to 6 recieved osteoinduced and non-induced stem cells from bone marrow and adipose tissue. Cranial defects were measured with CT at 0, 2, 4. and 8. weeks postoperatively. Rats were sacrificed at 8th week p.o. and evaluated with digital X-ray. Following histological analysis, fluorescent dyed cells were visualised and immunhistochemically labelled with osteocalcin and vWF.There was no significant difference between cranial defects of cell-based therapy groups (groups 3, 4, 5 and 6) and those of control and carrier groups (groups 1 and 2) at 0, 2. and 4. weeks, while there was a significant difference at 8. week (p<0.05). In each group, there was no significant difference for control and carrier groups (p>0.05). In cell-based therapy groups, there was significant difference between 0. and 8. weeks (p<0.05). Cell-based therapy groups exhibited new bone islands different from the groups 1 and 2. The existence of the stem cells in the cranial defect site was confirmed at 8th week postoperatively with fluorescent dye and osteogenic and vascular differentiation was displayed immunhistochemically.In our study, cell-based therapy groups proved to have more osteogenic potential compared with the control and carrier groups. There was no significant difference in terms of new bone formation between the osteogenically differentiated and undifferentiated stem cells from bone marrow and adipose tissue. We provided strong evidence that stem cells can differentiate through osteogenic pathway as well as endothelial cells to support vascular supply to the newly formed bone. Osteogenic differentiation is not a necessity for stem cells and adipose tissue is the preferred source with advantages of high yield and rapid expansion.