Deneysel diyabette mezenkimal kök hücre kaynaklı tedavi
Mesenchymal stem cell based therapy in experimental diabetes
Yazar: BAŞAK IŞILDAR
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: Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Hücre kültür teknikleri = Cell culture techniques ; Hücreler = Cells ; Kök hücreler = Stem cells ; Umbilikal kord = Umbilical cord ; Üç boyutlu görüntüleme = Three dimensional imaging ; Şartlandırılmış medyum = Conditioned medium

Özet:
Bu çalışmada; insan göbek kordonu kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin (MKH) 2
boyutlu (2B) ve 3 boyutlu (3B) ortamlarda kültüre edilmesiyle oluşturulan iki farklı
şartlandırılmış medyumun (ŞM) in vivo terapötik etkileri immünomodülasyon ve β
hücre rejenerasyonu bağlamında değerlendirilmiştir. Bu amaçla önce, insan göbek
kordonundan primer kültür yöntemiyle MKH izolasyonu yapılmış ve hücreler
karakterize edilmiştir. Ardından, MKH'lerin 2B ve 3B ortamlarda kültüre edilmesiyle
iki farklı ŞM oluşturulmuş ve içerikleri analiz edilerek karşılaştırılmıştır. 3B-ŞM'nin
içerisinde 2B-ŞM'ye kıyasla daha yüksek düzeyde total protein ve IL-4 tespit edilmiştir.
İn vivo incelemeler, otoimmün T1D modeli oluşturulan Sprague Dawley türü sıçanlarda
gerçekleştirilmiş ve belli bir tedavi modeli çerçevesinde dört hafta süreyle on iki doz
ŞM intraperitoneal olarak uygulanmıştır. İmmünmodülasyonun değerlendirilebilmesi
için; sakrifikasyonun ardından dalaktan izole edilen lenfositlerde, regülatör T hücre
(Treg) popülasyonu belirlenmiş ve serumda IL-4, IL-10, IL-17 ve IFN-λ sitokinleri
analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, ŞM'lerin Treg popülasyonunu indükleyip sitokin
salınımını düzenleyerek immünomodülatör etki gösterdiğini düşündürmektedir. β hücre
rejenerasyonu ise, β hücrelerinin oluşumu için kritik öneme sahip Pdx1 ve Nkx6.1 ile
insülin belirteçleri işaretlenerek immünohistokimyasal olarak değerlendirilmiştir. Buna
göre ŞM'lerin β hücre homeostazına ve rejenerasyonuna katkıda bulunduğu
görülmektedir. Sonuç olarak bu çalışmada; MKH'lerle şartlandırılmış medyumun, T1D
modelinde immünomodülasyon ve β hücrelerinin rejenerasyonu üzerindeki ikili
terapötik etkisi gösterilmiştir. Bununla birlikte; 3B-ŞM grubuna ait Treg popülasyon ve
immünohistokimyasal verilerinin, 2B-ŞM grubuna göre daha olumlu olması,
şartlandırılmış medyumların hazırlanması sırasında 3B iskele üzerinde yetiştirilen
MKH'lerin kullanılmasının, ŞM'lerin terapötik etkinliğini arttırılabileceğini
göstermektedir.

Abstract:
In this study, the in vivo therapeutic effects of two different conditioned media (CM)
prepared by culturing human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (MSCs) in
2-dimensional (2D) and 3-dimensional (3D) environments were evaluated in the context
of immunomodulation and β-cell regeneration. For this purpose, MSCs were isolated
from the human umbilical cord, and the cells were characterized. Then, two different
CMs were prepared by culturing MSCs in 2D and 3D environments, and their contents
were analyzed and compared. Total protein and IL-4 were detected higher in 3D-CM
compared to 2D-CM. In vivo studies were performed in Sprague Dawley-type rats with
an autoimmune T1D model, and twelve doses of CM were administered
intraperitoneally for four weeks within the framework of a particular treatment model.
In order to evaluate immunomodulation, the regulatory T cell (Treg) population was
determined in lymphocytes isolated from the spleen after sacrification, and IL-4, IL-10,
IL-17, and IFN-λ cytokines were analyzed in serum. The results suggest that CMs exert
an immunomodulatory effect by inducing the Treg population and regulating cytokine
release. β cell regeneration was evaluated immunohistochemically by labeling Pdx1,
Nkx6.1, and insulin markers, which are critical for the formation of β cells.
Accordingly, CMs appear to contribute to β-cell homeostasis and regeneration. In
conclusion, the dual therapeutic effect of MSC-CM on immunomodulation and
regeneration of β cells in the T1D model has been demonstrated. In addition, the fact
that the Treg population and immunohistochemical data of the 3D-CM group are better
than the 2D-CM group shows that the use of MSCs grown on the 3D scaffold during the
preparation of the conditioned media could increase the therapeutic efficacy of CMs.