Deneysel sıçan pankreatik beta hücresi hasar modelinde CTLA-4 proteini ile mezenkimal kök hücrelerin sinerjik etkisinin potansiyel tedavi stratejilerindeki rolünün araştırılması
Investigation of the role of synergistic effect of CTLA-4 protein and mesenchymal stem cells in potential treatment strategies in experimental rat pancreatic beta cell damage model
Yazar: SEMA YUSUFOĞLU NÜRLÜGE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLÇİN GACAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Endokrinoloji ve Metabolizma Hastalıkları = Endocrinology and Metabolic Diseases
Dizin: Aljinatlar = Alginates ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Diabetes mellitus-tip 1 = Diabetes mellitus-type 1 ; Enkapsülasyon = Encapsulation ; Hücreler = Cells ; Kök hücreler = Stem cells ; Lenfositler = Lymphocytes ; Pankreas = Pancreas ; Resveratrol = Resveratrol

Özet:
Tip 1 Diabetes Mellitus (T1DM), immün atakların aracılık ettiği beta hücre destrüksiyonu sonucu gelişen mutlak insülinopeni ve hiperglisemiyle karakterize, kronik ve metabolik bir hastalıktır. Bu nedenle T1DM hastaları yaşamları süresince dışarıdan insülin hormon takviyesi alarak kanda bulunan glukoz miktarını dengelemeleri gerekmektedir. Tez çalışmasında hücre kültür ortamında, ilk defa üretilen çok katmanlı yapıların pankreatik beta hücreleri üzerindeki koruyucu etkileri ile ortama ne miktarda insülin salgıladıkları araştırılarak potansiyel rejeneratif özelliklerinin incelenmesi amaçlandı. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak Kocaeli Üniversitesi Araştırma Etik Kurulu'undan alınan KÜ GOKAEK-2021/21.01 numaralı izin sonrası sağlıklı (s) ve T1DM gönüllülerden periferik kan (PK) örnekleri alınarak 2 ayrı havuzda toplandı. Havuzlardan mezenkimal kök hücre (MKH), CD4+ ve CD8+ T lenfosit hücreleri ve mononükleer hücre eldeleri gerçekleştirildi. Gerekli karakterizasyon basamakları sonrası baryum aljinat ve CTLA-4 ile doku mikroçevresinin taklit edilmesi için üç boyutlu, çok katmanlı yapılar oluşturuldu. Hücre kültürü ortamda diyabetik PK kaynaklı mononükleer hücrelerle, in vitro ortamda in vivo'ya en yakın beta hücre destrüksiyon modeli oluşturulduktan sonra çok katmanlı yapının 10 μM/ml resveratrol (RSVL) içeren besiyer ile aynı ortamda muamelesi sonucu pankreatik beta hücreleri üzerindeki koruyucu etkileri, yapının dayanıklılık kapasitesi, insülin, pro-inflamatuar ve anti-inflamatuar sitokin salgılama seviyeleri ELİSA ile ölçüldü ve deney grupları karşılaştırılmalı olarak incelendi. Bulgularda CTLA-4 ve RSVL'ün beraber kullanıldığı ortak kültür grubunun daha erken ve daha fazla insülin difüzyonu sağladığı, beta hücrelerini korumada sPK-MKH ve iKİ-MKH (insan kemik iliği kaynaklı MKH) çok katmanlı yapıların yakın değerlere sahip oldukları ve dPK-MKH'li (diyabetik PK kaynaklı MKH) çok katmanlı yapılarının da diğer gruplar kadar başarılı bir tablo sergiledikleri gözlemlendi.

Abstract:
Type 1 Diabetes Mellitus (T1DM) is a chronic and metabolic disease characterized by absolute insulinopenia and hyperglycemia resulting from beta cell destruction mediated by immune attacks. Therefore, T1DM patients need to balance their blood glucose levels by taking insulin throughout their lives. The thesis study aimed to investigate the potential regenerative properties of the multilayered structures produced for the first time in cell culture by investigating the protective effects on pancreatic beta cells and the insulin levels they secrete into the medium. For this purpose, peripheral blood (PB) samples were taken from healthy (h) and T1DM volunteers (d) and collected in two separate pools after the permission numbered KÜ GOKAEK-2021/21.01, obtained from the Kocaeli University Research Ethics Committee. Mesenchymal stem cells (MSC), CD4+ and CD8+ T lymphocyte cells, and mononuclear cells were obtained from the pools. After the necessary characterization steps, three-dimensional, multilayered structures were created to mimic the tissue microenvironment with barium alginate and CTLA-4. After the formation of the closest beta cell destruction model to in vivo with diabetic PB-derived mononuclear cells in the cell culture medium,  as a result of treating the multilayered structure with a medium containing 10 μM/ml resveratrol (RSVL) in the same medium, protective effects on pancreatic beta cells, the durability capacity of the structure, insulin, pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokine secretion levels were measured by ELISA, and experimental groups were compared. The findings, it was observed that the co-culture group in which CTLA-4 and RSVL were used together provided earlier and more insulin diffusion, multilayered structures of hPB-MSC and human BM-MSC (bone marrow-derived MSC) had relative values of protecting beta cells, and it was observed that the multilayered structures with dPB-MSC  
(diabetic peripheral blood-derived MSC) were successful as the other groups.