Mezenkimal kök hücrelerin deferoksamin ile muamelesi sonrasında elde edilen şartlandırılmış medyumun diyabetik nefropati modelindeki etkileri
Evaluation of effects of conditioned medium obtained from mesenchymal stem cells which are pre-conditioned with deferoxamine on diabetic nephropathy model
Yazar: SERBAY ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. MERAL KOYUTÜRK
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Histoloji ve Embriyoloji = Histology and Embryology
Dizin: Deferoksamin = Deferoxamine ; Diabetik nefropatiler = Diabetic nephropathies ; Kök hücreler = Stem cells ; Şartlandırma = Conditioning ; Şartlandırılmış medyum = Conditioned medium

Özet:
Mezenkimal kök hücre (MKH) kaynaklı şartlandırılmış medyumlar (ŞM'ler) diyabetik nefropati (DN) dâhil birçok hastalığın tedavisinde önemli bir potansiyele sahiptir. Ancak, MKH'lerin kriyoprezervasyonu, izole edildiği bireyin sağlık durumu ve yaşı gibi faktörler bu hücrelerden elde edilen ŞM'lerin terapötik etkilerini azaltabilmektedir. MKH'lerin çeşitli kimyasal ajanlar ile muamele edilmesi sonrasında terapötik potansiyellerinin arttırılabileceği ortaya konmuştur. Bu çalışmada, insan göbek kordonu kaynaklı MKH'lerin (iGK-MKH'lerin) deferoksamin (DFS) ile muamele edilmesi sonrasında toplanan ŞM (DFS-ŞM) ile normal ŞM'nin (N-ŞM'nin) sıçan DN modeli üzerindeki etkilerinin karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi amaçlandı. İGK-MKH'leri normal ve 150 µM DFS içeren serumsuz kültür ortamlarında 48 saat inkübe edilmesi sonrasında elde edilen iki farklı ŞM'nin içeriği ELISA yöntemi ile analiz edildiğinde; DFS-ŞM'de N-ŞM'ye göre VEGF-α, NGF ve GDNF konsantrasyonlarının arttığı, BDNF'nin ise azaldığı tespit edildi. ŞM'lerin sıçan DN modelindeki terapötik etkileri karşılaştırıldığında; kreatinin uzaklaştırılma hızı, her iki tedavi grubunda önemli oranda artarken; DFS-ŞM uygulanan grupta, albümin kreatinin oranı ve renal kitle indeksi değerlerindeki iyileşme N-ŞM uygulanan gruptan daha anlamlı bulundu.  Işık ve geçirimli elektron mikroskobik yöntemler ile yapılan histopatolojik incelemelerde, her iki tedavi grubunda da benzer seviyede iyileşme görüldü. İmmünohistokimyasal yöntem ile belirlenen podositlere özgü nefrin ve WT-1 ekspresyonlarının, DN'li grupta azalırken, tedavi gruplarında önemli oranda arttığı tespit edildi. DN'li grubun tübüllerinde beclin-1 ekspresyonu önemli oranda artarken, tedavi gruplarında azaldığı tespit edildi. TUNEL analizlerinde; DN'li gruba ait tübüllerde apoptotik hücre ölümünde ciddi bir artış olduğu, her iki tedavi grubunda ise azalma tespit edilse de sadece D+DFS grubunda istatistiksel anlamlılık olduğu görüldü. Elde edilen bu bulgular; DFS-ŞM'nin N-ŞM'ye göre daha konsantre içeriği ile podosit hasarını ve tübüllerdeki apoptotik hücre ölümünü azaltarak ve ayrıca otofajik aktiviteyi düzenleyerek DN tedavisinde daha etkili olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Mesenchymal stem cell (MSC)-derived conditioned media (CM) have significant potential in the treatment of many diseases including diabetic nephropathy (DN). However, factors such as cryopreservation of MSCs, health condition and age of the individual from which MSCs were isolated may reduce the therapeutic effects of CM obtained from these cells. It has been demonstrated that the therapeutic potential of MSCs can be increased after treatment with various chemical agents. The aim of this study was comparative evaluation of effects of N-CM and DFS-CM which are collected from normal (N) and deferoxamine (DFS) preconditioned human umbilical cord (hUC) derived MSCs on rat DN model. After incubation of hUC-MSCs in serum-free culture media with or without 150 µM DFS for 48 hours, the content of obtained N-CM and DFS-CM were analyzed by ELISA method and it was determined that VEGF-α, NGF and GDNF concentrations increased in DFS-CM compared to N-CM, while one of BDNF decreased. The evaluation of therapeutic effects of CMs on the rat DN model showed that while the rate of creatinine removal was increased significantly in both treatment groups, the improvement in albumin-creatinine ratio and renal mass index values for the DFS-CM group was found to be more significant than the ones of N-CM. In the histopathological examinations performed with light and transmission electron microscopic methods, a similar level of improvement was observed in both treatment groups. Immunohistochemical analyses showed that podocytes-specific nephrin and WT-1 expressions were found to be decreased in DN group and they increased significantly in both CM treatment groups. Beclin-1 expression in the tubules was significantly increased for the DN group, but it was decreased in both CM treatment groups. In addition, TUNEL analysis showed that apoptotic cell death was significantly increased in the tubules of DN group while it was decreased in the treatment groups, but the statistical significance was only observed for the one of D+DFS. The results obtained from this study showed that DFS-CM could be more effective in the treatment of DN by reducing podocyte damage and apoptotic cell death in tubules and regulating autophagic activity with its more concentrated content than N-CM.