Duman inhalasyon hasarı oluşturulmuş sıçanlarda stromal vasküler fraksiyonun inflamasyon üzerine etkileri
The effects of stromal vascular fraction on the inflammation of smoke inhalation injury created rats
Yazar: EMRE ÖZENALP
Danışman: PROF. DR. ATİLLA ÇORUH
Erciyes Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Plastik Rekonstrüktif ve Estetik Cerrahi Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2018
Konu: Plastik ve Rekonstrüktif Cerrahi = Plastic and Reconstructive Surgery
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Akciğer = Lung ; Duman = Smoke ; Duman soluma lezyonları = Smoke inhalation injury ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Kök hücreler = Stem cells ; Sıçanlar = Rats ; Zehirlenmeler = Poisonings ; Çevresel zehirlere maruz kalış = Environmental exposure ; İnflamasyon = Inflammation

Özet:
İnhalasyon hasarı, solunan dumanın toksin ve kimyasal gazların larinks, proksimal ve distal hava yolları ile akciğer parankiminde oluşturduğu akut akciğer hasarını tanımlar. Yanık hastalarında inhalasyon hasarı oluşma sıklığını Tredget %7.3, Barrow ise %28.1 olarak bildirmiştir. İnhalasyon hasarı, yanığın mortalite ve morbiditesini önemli ölçüde artırır. Akut dönemde mukozanın doğrudan irritasyonu ile sekresyon artışı ve bronkokonstrüksiyon gözlenirken, zamanla bölgesel olarak artan inflamasyona bağlı olarak havayolu ödemi gelişir.
Stromal Vasküler Fraksiyon (SVF), yağ doku kökenli kök hücre (ADSCs), preadipositler, endotelyal hücreler, perisitler, hematopoetik hücre öncülleri ve fibroblastlar gibi heterojenik hücre topluluklarından oluşur.  Stromal vasküler fraksiyonun büyüme faktör salınımı, çok sayıda hücre serisine farklılaşma kapasitesi, immün supresyon ve hasarlı bölgeye yerleşme gibi özellikleri vardır. 
Literatürde akut akciğer hasarında kültüre kök hücre kullanımı içeren çok sayıda çalışma mevcuttur. Sistemik olarak verilen kök hücrelerin büyük bir kısmının akciğerde tuzaklandığı gösterilmiştir. Stromal Vasküler Fraksiyon içeriğindeki kök hücreler, teröpatik etkilerini farklılaşarak, trofik faktörler salgılayarak, anjiojenezi uyararak ve anti-inflamatuar özellikleriyle yapmaktadırlar. Çalışmamızda duman inhalasyonuyla akut akciğer hasarı oluşturulan sıçanlarda sistemik olarak verilen SVF'nin akciğer dokusu inflamasyonu ile ilgili etkileri araştırılmıştır.
Altmış adet Wistar Albino sıçan, her grupta 10 hayvan olacak şekilde altı gruba ayrıldı. Sham Grubu; inhalasyon hasarı oluşturulmadı ve tedavi verilmedi ve bu grup, temel değerlerin ölçülmesi için kullanıldı. 
Kontrol grubu; inhalasyon hasarı oluşturuldu ve tedavi verilmedi. İnhalasyon hasarından 24. saatte denekler sakrifiye edildi. Sağ akciğerden histopatolojik değerlendirme için örnekler alındı, sol akciğerden ıslak/kuru oranı bakıldı. İntrakardiyak alınan kan, biyokimyasal çalışmalar için kullanıldı. 
Serum Fzyolojik Grubu; inhalasyon hasarı oluşturuldu. Kuyruk veninden sistemik olarak %0,9 NaCl verildi. İnhalasyon hasarından 24. saatte ötenazi uygulandı. Sağ akciğerden histopatolojik örnekler alındı, sol akciğerden de ıslak/kuru oranı tespiti yapıldı. İntrakardiyak alınan kan, biyokimyasal çalışmalar için kullanıldı
Donör-SVF Grubu; inhalasyon hasarı oluşturuldu, sıçanların inguinal bölgelerindeki yağ dokudan SVF elde edildi, daha sonra kuyruk veninden sistemik olarak SVF verildi. İnhalasyon hasarından 24. saatte ötenazi uygulandı. Sağ akciğerden histopatoloji, sol akciğerden ıslak/kuru oranı bakıldı. İntrakardiyak alınan kandan, biyokimyasal parametrelere bakıldı.  
Donör olmayan-SVF Grubu; inhalasyon hasarı oluşturuldu, altıncı gruptaki sıçanlardan (sadece yağ doku elde etmek için kullanılan donör grubundan) SVF elde edildi. Daha sonra kuyruk veninden sistemik olarak SVF verildi. İnhalasyon hasarından sonra 24. saatte ötenazi uygulandı. Sağ akciğerden histopatoloji, sol akciğerden ıslak/kuru oranı bakıldı. İntrakardiyak alınan kandan biyokimyasal parametreler bakıldı.
Altıncı grup olan donör grubundan, inhalasyon hasarı oluşturulmadan, inguinal yağ dokusu alındı. Bu yağ dokudan elde edilen SVF'ler donör olmayan-SVF grubuna kuyruk veininden sistemik olarak verildi. 
Sıçanların akciğerlerinden bakılan ıslak/kuru ağırlık oranı, SVF tedavisi verilen Donör-SVF ve Donör omayan SVF grubunda Kontrol grubuna göre düşük bulundu.  Histolojik olarak akciğer dokusunda bakılan intra-alveolar septal konjesyon, intra-alveolar hemoraji, intra-alveolar sıvı birikimi, lökosit ve makrofaj sayısı Donör-SVF ve Donör olmayan SVF gruplarında, Kontrol grubuna göre düşük bulundu. Serumda bakılan biyokimyasal parametreler MPO, IL-1, TNF-α SVF tedavi gruplarında Kontrol grubuna göre düşük bulundu. 
Deney modelimizle duman inhalasyonuna maruz kalma sonucu akciğer parankiminde ciddi hasar oluştuğunu histopatolojik bulgular, serumdan bakılan biyokimsal belirteçlerle gösterilmiştir. Çalışmamızda Sistemik olarak verilen SVF'nin, duman inhalasyonu ile oluşturulan akut akciğer hasarı nedeniyle oluşan inflamasyonu, azalttığı görsterilmiştir.
Anahtar Kelimeler: inhalasyon hasarı, stromal vasküler fraksiyon, yağ doku kökenli kök hücre, duman zehirlenmesi, akut akciğer hasarı, akut respiratuar distres sendromu

Abstract:
Inhalation injury describes the acute lung injury that occurs in the larynx, proximal and distal airways and lung parenchyma by respiratory smoke, toxins, and chemical gases. The incidence of inhalation injury in burn patients was reported by Tredget 7.3% and Barrow 28.1%. Inhalation damage significantly effects the mortality and morbidity of the burn. Increased secretion and bronchoconstriction can be observed with direct irritation of the mucosa in the acute phase, whereas airway edema develops due to locally increased inflammation over time.
Stromal Vascular Fraction (SVF) is composed of heterogeneous cell populations such as ADSCs (Adipose Derived Stem Cells), preadipocytes, endothelial cells, pericytes, hematopoietic cell precursors and fibroblasts. Stromal Vascular Fraction has features; such as growth factor release, differentiation capacity to a large number of cell lines, immunosuppression and settling to the damaged site.
There are many studies in the literature which the cultured stem cells were used in acute lung injury. It has been shown that most of the stem cells given systemically were trapped in the lungs. The stem cells in the SVF show their therapeutic effects by differentiating, secreting trophic factors, stimulating angiogenesis and inhibition of inflammation. In our study, the effects of systemically given SVF on lung tissue inflammation with acute lung injury by smoke inhalation were investigated in rats. Sixty Wistar-Albino groups were divided into six groups of 10 rats each. 
Sham Group; no smoke inhalation damage was created and no treatment was given in order to measure the baseline values. 
Control Group; inhalation damage was created and no treatment was performed. Twenty four hours after inhalation, rats were sacrificed. Samples were taken for histopathological evaluation from the right lung, and wet to dry weight ratio from the left lung was evaluated. Intracardiac blood was taken for biochemical parameters. Serum Physiological group; inhalation damage was created and then systemically 0.9% NaCl was administered via the rat tail vein. Twenty four hours after inhalation, rats were sacrificed. Histopathology from a right lung, wet to dry weight ratio from the left lung was evaluated. Intracardiac blood was taken for biochemical parameters.
Donor-SVF Group; inhalation damage was created and the SVF was obtained from the adipos tissue from the inguinal region of the rats. Stromal Vascular Fraction was administered systemically via the rat tail vein. Twenty four hours after inhalation, rats were sacrificed.  Histopathology from a right lung, wet to dry weight ratio from the left lung was evaluated. Biochemical parameters were taken from the intracardiac blood.
Nondonor-SVF Group; inhalation damage was created from the sixth group (the donor group was used to obtain adipose tissue). Stromal Vascular Fraction was administered systemically from the tail vein. Twenty four hours after the inhalation, the rats were sacrificed. For histopathological interpretation tissue samples were taken from the right lung and for wet to dry weight ratio from the left lung was evaluated. Biochemical parameters were taken from the intracardiac blood.
 Adipose Tissue Donor Group; no inhalation damage was created. Only, inguinal fat tissue was taken. Stromal Vascular Fraction was prepared from this adipose tissue and was donated to the nondonor-SVF group. 
Wet to dry weight ratio of the lungs of the donor and non-donor SVF groups were lower than the rats of the Control group. Histologically, intra-alveolar septal congestion, intra-alveolar hemorrhage, intra-alveolar fluid accumulation, leukocyte and macrophage density were lower in donor-SVF and non-donor SVF groups compared to the Control Group. Serum biochemical pro-inflammatory parameters were also lower in MPO, IL-1, TNF-α in the Stromal Vascular Fraction treatment groups compared to the Control Group.
In our experimental model, serious damage of the lung parenchyma was demonstrated as a result of smoke inhalation. We showed that the Stromal Vascular Fraction systemically decreased the inflammation caused by smoke inhalation.
Keywords: inhalation injury, stromal vascular fraction, adipose derived stem cell, smoke injury,  acute lung injury, acute respiratory distress syndrome.