Hücre-ECM yoğunluk oranının üç boyutlu kök hücre kültürlerinin kondrojenik farklılaşmasına etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of cell-ECM density ratio on chondrogenic differentiation of three-dimensional stem cell cultures
Yazar: SELDA GÖKŞEN
Danışman: PROF. DR. AYŞE ESER ELÇİN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Kök Hücre ve Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Doku mühendisliği işlevsiz dokuları restore etmek ve yaşam beklentisini arttırmak amacıyla bir organ veya doku kaybı veya yetmezliği yaşayan hastaları tedavi edebilmek için umut verici bir tedavi yaklaşımı olmuştur. Doku mühendisliğinde elde edilecek ürünün doğal yapıya en yakın özellikte olması ve en yüksek faydayı sağlaması beklenmektedir. Mezenkimal kök hücrelerin (MKH) doku mühendisliği uygulamalarında kullanımı son derece yaygın olup MKH'lerin kondrojenik farklılaşabilme yeteneklerinden yararlanılarak üç-boyutlu (3B) doku mühendisliği ürünleri tasarlanabilmektedir. Mevcut kıkırdak dokusunu destekleyebilecek fonksiyonel bir kıkırdak doku tasarlamak amacıyla dokunun mekanik özelliklerini belirleyen hücre-ECM yoğunluk farkları önemlidir. Çalışmada üç-boyutlu hücre kültürü ortamında insan plasenta kaynaklı umbilikal kord mezenkimal kök hücre – ECM yoğunluğunun kondrojenik farklılaşması üzerine etkileri araştırıldı. 3B kültür ortamında hücre sayısı sabit tutularak hücre-ECM yoğunluk farkı için ĸ-karragenan'ın 4 farklı konsantrasyonunda ve iki farklı kültür ortamında (standart ve kondrojenik tam kültür ortamı) sferoidler hazırlandı. Kondrojenik farklılaşma için her iki kültür ortamında ve 4 farklı konsantrasyonda hazırlanan sferoidlerin morfolojik ölçümleri, füzyon deneyleri ve histokimyasal boyamaları incelendi. Çalışma sonucunda 3B kültür yöntemiyle hazırlanan sferoidlerin kondrojenik farklılaşma gösterdiği tespit edildi.

Abstract:
Tissue engineering has been a promising approach to restoring dysfunctional tissues and increasing life expectancy in treating patients experiencing organ or tissue loss or failure. However, the product obtained in tissue engineering is expected to be closest to the natural structure and will provide the highest benefit. Using mesenchymal stem cells (MSCs) in tissue engineering applications is extremely common, and three-dimensional tissue engineering products can be designed by utilizing the chondrogenic differentiation abilities of MSCs. Cell-ECM density differences, which determine the tissue's mechanical properties, are important to design a functional cartilage tissue that can support the existing cartilage tissue. In this study, the effects of umbilical cord mesenchymal stem cell – ECM density on chondrogenic differentiation investigated in a three-dimensional cell culture medium. Spheroids were prepared at four different concentrations of ĸ-carrageenan and in two different culture mediums (standard and chondrogenic complete culture medium) for the cell-ECM density difference by keeping the cell number constant in the 3D culture medium. Morphological measurements, fusion experiments and histochemical staining of spheroids prepared in both culture media and at four different concentrations for chondrogenic differentiation examined. As a result of the study, it determined that spheroids prepared by the 3D culture method showed chondrogenic differentiation.