Deneysel sepsis modelinde kök hücre uygulamasının immünomodülatuvar etkileri
Immunomodulator effects of stem cell application in experimental sepsis model
Yazar: LEYLA TOPÇU SARICA
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI CİNEL
Marmara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Anesteziyoloji ve Reanimasyon Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2016
Konu: Anestezi ve Reanimasyon = Anesthesiology and Reanimation
Dizin: Kök hücreler = Stem cells ; Sepsis = Sepsis ; Sitokinler = Cytokines ; İleum = Ileum

Özet:
Amaç: Mezenkimal kök hücre uygulaması sepsis tedavi algoritmasında organ disfonksiyonlarını önlemede denenmeye adaydır. Çalışmamızda deneysel sepsis modelinde dental folikül kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin (DF-MKH) intravenöz yolla uygulanmasının; sitokin dengesi, regülatuar T hücre (Treg) düzeyi ve ileum dokusu üzerine etkileri araştırıldı.
Gereç ve Yöntem: 37 adet Sprague Dawley erkek sıçan beş gruba ayrıldı. I. grup kontrol, II. grup sağlıklıya kök hücre uygulanan, III. grup çekal ligasyon perforasyon (CLP) uygulanan gruptu. IV. gruba CLP ardından 0. saatte DF-MKH, V. gruba CLP sonrası 4. saatte DF-MKH verildi. Deney bitiminde 24. saatte sakrifiye edilen sıçanların dalak örneklerinden CD4+CD25+FoxP3+T hücre (Treg) düzeyleri, lenfosit proliferasyonları ve sitokin düzeyleri analiz edildi. İleum örnekleri alınarak hematoksilen eosin boyama sonrası histopatolojik değerlendirme Chiu skoru kullanılarak yapıldı. Green Fluorescent Protein (GFP) işaretli kök hücrelerin lokalizasyonu in vitro görüntüleme ile gösterildi.
Bulgular: GFP işaretli DF-MKH'lerin hasarlı ileal-çekal bölgeye göç ettiği yapılan in vivo görüntülemede saptandı. CLP grubunda kontrol grubu ile kıyaslandığında lenfosit proliferasyonu yüksek bulundu (P<0.05). CD8+Tlenfosit düzeyi ise sağlıklı gruba göre III, IV ve V. gruplarda düşüktü (P<0.05). 0. saatte DF-MKH verilen grup ile CLP grubu arasında; lenfosit proliferayonu, TNF-alfa ve lenfosit düzeyleri açısından ve histopatolojik olarak herhangi bir farklılık saptanmadı. 4. saatte DF-MKH verilen grupta CLP grubuna göre Treg düzeyi artarken, IL-10 miktarı azaldı(P<0.05). TNF- alfa düzeyi ise 4. saatte DF-MKH uygulamasıyla CLP grubuna göre azalma eğilimi gösterdi. 4. saatte DF-MKH verilen grupta ileal hasar skoru CLP grubuna göre düşüktü.
Sonuç: Deneysel sepsis modellerinde MKH uygulamasının enflamasyon üzerindeki etkileri bilinmesine rağmen insan kaynaklı dental folikül mezenkimal kök hücre uygulaması ile ilişkili veriler bulunmamaktadır. Bulgularımız sıçanlarda sepsiste intravenöz MKH uygulamasının ardından kök hücrelerin hasarlı bölgeye göç edip işlev gösterdiği ve ileum bütünlüğünü koruduğu yönündedir. MKH tedavisi ile TNF- alfa ve IL-10 düzeylerinin azalması ile proenflamatuvar ve antienflamatuvar yanıtın birlikte baskılandığı, Treg hücre artışı ile ise immünmodülasyonun sağlandığı saptanmıştır. DF-MKH'lerin ileal doku bütünlüğünü sağlaması immünomodülatuvar etkilerinin yanısıra sepsiste organ disfonksiyonlarının tedavisinde yeni bir tedavi ışığı olabileceğine dikkat çekmektedir.

Abstract:
Purpose: Mesenchymal Stem Cells (MSCs) application is a candidate for preventing organ dysfunctions in sepsis treatment algorithm. In our study, we aimed to investigate the effects of intravenous application of Dental Follicule Derived Mesenchymal Stem Cells (DF-MSCs) on cytokine balance, T regulator levels and ileal tissue histopathology.
Material and Metods: 37- Sprague Dawley male rats were seperated into five groups. I.Group was control; II. Group was healty + DF-MSC administrated, III. Group was cecal ligation-perforation (CLP), IV. Group was CLP + administration of DF-MSC at zero hour and V. Group was CLP + administration of DF-MSC at fourth hour. At the 24th hour CD4+CD25+FoxP3+(Treg) levels, lymphocyte proliferation and cytokine levels were analyzed from the spleen of sacrificed rats. Histopathologic evaluation of ileal tissue was done by using Chiu score.
Results: Migration of Green Fluorescent Protein marked MSC (GFP, DF-MSC) to damaged ileocecal epithelium was shown by in Vivo Imaging system (iVIS) studies. Lympocyte proliferation was greater in group III compared to group I (P<0.05). CD8+T lymphocyte levels were lower in group III, IV and V compared to control one (P<0.05). Lymphocyte proliferation, TNF-alfa and lymphocyte levels were not different between group III and IV. Treg levels were higher and IL-10 levels were lower (p<0.05) in group V compared to group III. In addition, TNFalfa levels were
tendency to decrease in group V. Ileal damage in group V was lesser than the group III according to Chiu score.
Conclusion: There is no known data in the literature about the human derived DF- MSC on treatment of sepsis in experimental models. Our results suggest that intravenous application of DF-MSC results in migration of stem cells to damaged ileoceceal tissue where they can function and protect the integrity of ileal tissue. Our findings showed that immunomodulation is ensured with the supression of proinflamatory (TNF alpha) and anti-inflammatory (IL-10) cytokines together with the increase of Treg ratio and this might be a new therapeutic approach to treat sepsis related organ dysfunctions.