Akut astım fare modeli üzerinde pluripotent kök hücrelerin etkisinin araştırılması
Investigation on the effect of pluripotent stem cells on murine model of acute asthma
Yazar: İSMAİL ÖĞÜLÜR
Danışman: DOÇ. DR. TUNÇ AKKOÇ
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı / İmmünoloji ve Allerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology
Dizin: Astım = Asthma ; Bronkoalveolar lavaj = Bronchoalveolar lavage ; Bronkoalveolar lavaj sıvısı = Bronchoalveolar lavage fluid ; Embriyo = Embryo ; Fareler = Mice ; Kök hücreler = Stem cells

Özet:
Astımda hava yolu inflamasyonunu baskılayacak ve hava yolu yeniden yapılanmasını önleyecek veya tersine çevirebilecek yeni stratejilere ihtiyaç duyulmaktadır. Yeniden programlanmış uyarılmış pluripotent kök hücreler (uPKH), embriyonik kök hücre (EKH) potansiyeline sahiptir ve kök hücre bazlı kullanım için kaynak sağlamaktadır. Bu çalışmada, allojenik olarak uygulanan EKH ve uPKH'lerin akut astım modeli oluşturulmuş fareler üzerinde histopatolojik ve immünmodülatuar etkilerinin araştırılması amaçlandı. Bu amaçla, akut astım fare modeli, BALB/c farelerin i.p. olarak OVA proteini ile duyarlılaştırılması ve %1 OVA'nın nebulize yolla verilmesi sonucu oluşturuldu. Son nebülizasyon günü, EKH ve uPKH'ler intranazal (i.n.) yolla 5x105 hücre olacak şekilde uygulandı. Fareler 24 saat sonra sakrifiye edilerek, serum spesifik antikor miktarı, hava yolu yeniden yapılanması, sitokin miktarları, BAL sıvısındaki hücre miktarı, lenfositlerin proliferasyon ve apoptoz tayini yapıldı. Kontrol grubuna (PBS) göre, astım grubunda (OVA) daha fazla EKH ve uPKH'nin akciğerde toplandığı belirlendi. Hava yolu yeniden yapılanmasında meydana gelen epitel, düz kas ve bazal membranda artışın ve aynı zamanda goblet hücre hiperplazisinin distal ve proksimal hava yollarında pluripotent kök hücrelerin uygulanması sonucu anlamlı derecede baskılandığı gözlendi. BAL sıvısında eozinofil yüzdesinin anlamlı derecede azaldığı saptandı. Serumda allerjen-spesifik IgE'nin baskılandığı ve IL-4'ün akciğer süpernatanında azaldığı, aynı zamanda, regülatör sitokin olan IL-10'un arttığı tesbit edildi. Özellikle EKH'nin uygulanması ile, akciğerde Treg hücre alt grupları yüzdesinin anlamlı şekilde arttığı ve akciğer lenfosit hücre proliferasyonunun ve apoptozunun anlamlı olarak baskılandığı gözlendi. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar, i.n. olarak uygulanan EKH ve uPKH'lerin akut astım fare modeli ile ilişkili hava yolu inflamasyonu üzerine iyileştirici etkiler sağladığını ve ayrıca, bu hücrelerin farelerde in vivo immünmodülasyon etkinliğinin benzer olduğunu göstermektedir.



Anahtar Sözcükler: Astım, BALB/c, EKH, İmmünomodülasyon, uPKH

Abstract:
New strategies are needed to supress airway inflammation and prevent or reverse airway remodeling in asthma. Reprogramming induced pluripotent stem cells (iPSCs) has the potential of embryonic stem cells (ESCs) and provide a resource for stem cell-based utility. The aim of this study was to evaluate the histopathologic and immunomodulatory effects of  ESCs and iPSCs for potential allogenic application in a murine model of acute asthma. For this aim, BALB/c mice wre sensitized with alum-absorbed ovalbumin (OVA) and then challenged with aerosolized 1% OVA. 5x105 ESCs and iPSCs were administrated intranasally on the last day of nebulization. Mice were sacrified after 24 hours, and serum allergen spesific antibody level, airway remodeling, cytokine levels in lung supernatants, cellular distribution in BAL fluid, lymphocyte proliferation and apoptosis assays were then examined. More ESC and iPSCs integrated into the lungs of mice OVA groups than those of the control mice. Epithelial, smooth muscle and basal membrane thicknesses as well as goblet cell hyperplasia occurring in airway remodeling were suppressed significantly by pluripotent stem cells in both distal and proximal airways. Percentage of eosinophyls decreased significantly in BAL fluid. Reduction in serum allergen-spesific IgE level as well as IL-4 level in lung supernatatnts was observed. Meanwhile, regulatory cytokine, IL-10, was enhanced. Application of especially ESCs significantly increased percentage of Treg subsets and supressed proliferation and apoptosis of lung lymphocyte cells. Our results showed that i.n. delivery of ESCs and iPSCs provide a benefical effect to attenuate airway inflammation related with acute asthma murine model, and these cells also have similar immunomodulatory effectiveness in mice.


Key Words: Asthma, BALB/c, ESCs, Immunomodulation, iPSCs