Saç hücrelerini indükleyici biyoaktif ekstrakt yüklü hidrojel geliştirilmesi
Fabrication of bioactive extract loaded hydrogel for inducing hair cells
Yazar: MERVE PERPELEK  ARIK
Danışman: PROF. DR. AHMET KARAKAŞLI
Dokuz Eylül Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyomekanik  Ana Bilim Dalı / Biyomekanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Androgenetik alopesi gibi saç dökülmesi bozuklukları, hem erkek hem de kadınlarda sıkça rastlanan bir durumdur. Erkeklerin %50'sinin 50 yaşına kadar erkek tipi kellik, kadınların ise yaklaşık %50'sinin yaşam boyu kadın tipi saç dökülmesi yaşayacağı öngörülmektedir. Fiziksel görünümün yanı sıra, saç dökülmesinin psikolojik refah ve yaşam kalitesi üzerinde büyük olumsuz etkileri (düşük özgüven, depresyon ve sosyal kaygı gibi) mevcuttur. Literatürde konu ile ilgili birçok çalışma mevcut olmasına rağmen kemik iliği kökenli kök hücrelerin, dermal papilla hücrelerine farklılaşma kapasitesinin incelendiği ve hidrojeller ile birlikte etkileşimini araştıran çalışma sayısı oldukça kısıtlıdır.
Planlanan çalışmada saç kayıplarına yönelik kök hücre destekli alternatif bir doku iskelesi geliştirilmesi, elde edilen doku iskelelerinin fiziksel, kimyasal, morfolojik ve biyolojik aktivitesini araştırmak amaçlanmıştır. Doku iskeleleri, GelMA ve biyolojik ekstraktlar (ısırgan otu yaprağı ve salyangoz mukusu) kullanılarak üretilmiştir. Doku iskelelerinin fiziksel ve kimyasal karakterizasyonları SEM, FTIR, degradasyon ve şişme deneyi ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen doku iskelelerinin S. epidermidis ve E. coli bakterileri ile antimikrobiyal aktiviteleri belirlenmiştir. Ardından, kemik iliğinden elde edilen kök hücreler dermal papilla hücrelerine farklılaştırılarak doku iskelelerine ekilmiş ve in vitro karakterizasyon işlemleri tamamlanmıştır. In vitro karakterizasyonlar canlılık analizi, hücrelerin doku iskelelerine tutunumu (floresan boyama), ALP ve GAG analizi ile belirlenmiştir. 
Sonuçlarımız, biyoaktif mukus ve ısırgan otu yaprağı ekstraktları yüklü GelMA doku iskelelerinin, saç kayıplarına yönelik tedavileri kolaylaştırma ve ilerletme açısından kullanılabilecek, umut verici alternatif bir yapı olduğunu ortaya koymuştur.

Abstract:
Alopecia disorders, particularly androgenetic alopecia, represent a prevalent condition affecting both men and women. It is projected that by the age of 50, approximately 50% of men will experience male-pattern baldness, while nearly 50% of women will encounter female-pattern hair loss over their lifetime. In addition to its impact on physical appearance, hair loss significantly affects psychological well-being and quality of life, leading to issues such as decreased self-esteem, depression, and social anxiety. Despite the existence of numerous studies in the literature addressing this issue, there remains a notable scarcity of research exploring the differentiation potential of bone marrow-derived stem cells into dermal papilla cells and their interaction with hydrogels.
The objective of this study was to develop a stem cell-supported alternative scaffold targeted at hair loss while investigating the physical, chemical, morphological, and biological activities of the resultant scaffolds. The scaffolds were fabricated using GelMA in combination with nettle leaf and snail mucus biological extracts. The physical and chemical characterizations of these scaffolds were conducted utilizing SEM, FT-IR, degradation analyses, and swelling experiments. Additionally, the antimicrobial activities of the scaffolds against S. epidermidis and E. coli were evaluated.
Subsequently, stem cells isolated from bone marrow were differentiated into dermal papilla cells and integrated into the scaffolds, facilitating the completion of in vitro characterization procedures. The in vitro characterizations were carried out through cell viability assays, cell attachment to the scaffolds (using fluorescent staining), ALP and GAG analysis.
Our findings suggest that GelMA scaffolds incorparated with bioactive mucus and nettle leaf extracts represent a promising alternative structure with the potential to facilitate and advance treatments for hair loss.