Hipoksi embriyo kültüründe kök hücrenin sıçan embriyo gelişimi üzerine etkileri
Effects of stem cell on rat embryo development in hypoxy embryo culture
Yazar: DİLARA PATAT
Danışman: DOÇ. DR. MEHTAP NİSARİ
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Anatomi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Anatomi = Anatomy
Dizin: Embriyo = Embryo ; Embriyo gelişimi = Embryonic development ; Embriyo kültür teknikleri = Embryo culture techniques ; Hayvan deneyleri = Animal experimentation ; Hipoksi = Hypoxia ; Kök hücreler = Stem cells ; Sıçanlar = Rats

Özet:
Hipoksi, gebelikte ve ontogenezin erken dönemlerinde normal vücut gelişimini etkileyerek intrauterin gelişim geriliğine (IUGR) ve ölümlere neden olabilir. Bu doğrultuda intrauterin oksidatif stres kaynaklı meydana gelen anomalilerin tedavisi için yapılan mezenkimal kök hücre (MSC) uygulamaları en yeni umut verici yaklaşımların başında gelmektedir. Bu çalışmada, kemik iliği mezenkimal kök hücrelerinin (KİKH) ve adipoz doku mezenkimal kök hücrelerinin (YDKH) intrauterin gelişim geriliğine karşı in vitro etkilerinin belirlemesi ve karşılaştırması amaçlanmıştır.
Araştırmamızda, Wistar albino yetişkin gebe sıçanlardan alınan 9,5 günlük embriyolar kullanıldı. Embriyo kültürü tekniği kullanılarak in vitro hipoksiye maruz bırakılan kültür ortamına kemik iliği kaynaklı ve yağ doku kaynaklı kök hücre eklendi. 11,5 günlük embriyolar ve vitellus keseleri (yolk sac) morfolojik ve histolojik olarak incelendi. Aynı zamanda deney grupları arasında karşılaştırma yapılarak kök hücre kaynak farkının etkileri araştırıldı.
Kontrol grubunda yer alan embriyoların gelişiminin 11,5 günlük in vivo embriyo ile aynı olduğu tespit edildi. Oksijen yetersizliğinin embriyoların gelişimini etkilediği, hipoksi grubundaki embriyonik gelişim ve yolk sac damarlanmasının tüm deney gruplarından geride kalmış olduğu belirlendi (p<0,05). Hipoksiye maruz kalma anjiyogenez ve nörogenez bağlantılı embriyonik anomalilerin oluşmasına neden olduğu gözlendi. Bununla birlikte, normoksik koşuldaki KİKH ve YDKH embriyolarının gelişimleri kontrol grubundan geride kalsa da gelişimleri benzerlik göstermekteydi (p>0,05). Oksijen yetersizliğine karşı kök hücre (H+KİKH, H+YDKH) uygulanarak embriyoların gelişimlerinin desteklendiği ve hipoksi grubuna kıyasla çok daha iyi gelişip büyüdükleri gözlendi (p<0,05). 
H+KİKH ve H+YDKH gruplarındaki embriyoların gelişimlerinin kontrol grubuna yakın olduğu gözlendi ancak bu gelişimin, H+YDKH grubu embriyolarında H+KİKH'ye kıyasla daha fazla olduğu gözlendi (p<0,05).
Literatürde bu zamana kadar hipoksinin sebep olduğu intrauterin gelişim geriliğinin önlenmesi amacıyla kullanılan birçok farklı farmakolojik veya antioksidan maddeye alternatif oluşturulacağı düşünülen kök hücre tedavisi denemelerine rastlanmamıştır. Araştırmamız bu anlamda alanında öncü bir çalışma olma niteliği taşımaktadır. Elde edilen sonuçlar ışığında hipoksiye karşı YDKH uygulamasının, KİKH uygulamasına kıyasla embriyo organ ve yolk sac gelişiminde daha etkili bir iyileşme sağladığı tespit edilmiştir. İleriye yönelik olarak YDKH uygulamasının, anjiogenetik ve nörogenetik hastalıklar ile hücre ölümüne karşı umut verici bir tedavi seçeneği olabileceği kanaatindeyiz.
Anahtar Kelimeler: Embriyo Kültürü; Hipoksi; Kök Hücre; Sıçan; Terapötik Etki

Abstract:
Hypoxia can result in intrauterine growth retardation (IUGR) and deaths via impacting normal body development during the period of pregnancy and early ontogenesis. In this context, mesenchymal stem cell (MSC) applications for the treatment of anomalies stemmed from intrauterine oxidative stress is one of the promising approaches of novel sort. In the current study, it was intended to determine and compare the in vitro effects of bone marrow mesenchymal stem cells (BM-MSCs) and adipose tissue mesenchymal stem cells (AT-MSCs) against intrauterine growth retardation.
In our research, 9.5-day-old embryos from Wistar albino adult pregnant rats were utilized. Bone marrow-derived and adipose tissue-derived stem cells were added to the culture medium exposed to in vitro hypoxia referring to the embryo culture technique. 11.5-day-old embryos and yolk sac were examined morphologically and histologically. At the same time, the impacts of stem cell source difference were scrutinized through comparing the experimental groups.
It was found out that the development of the embryos in the control group was the same as the 11.5-day in vivo embryo. It was also determined that oxygen deficiency impacted the development of embryos, and embryonic development and yolk sac vascularity in the hypoxia group lagged behind in all the experimental groups (p<0.05). Exposure to hypoxia was observed to lead to angiogenesis and neurogenesis-related embryonic anomalies. That said, even though the development of BM-MSC and AT-MSC embryos under normoxic conditions lagged behind the control group, their development was similar (p>0.05). It was observed that the development of embryos was backed up by the application of stem cells (H+BM-MSC, H+AT-MSC) against oxygen deficiency and they developed and grew much better as opposed to the hypoxia group (p<0.05)
It was witnessed that the development of the embryos in the H+BM-MSC and H+AT-MSSC groups was close to the control group, yet the said development was found to be higher in the embryos of the H+AT-MSC group compared to the H+BM-MSC group (p<0.05).
In the literature, stem cell therapy trials, which are thought to be an alternative to many different pharmacological or antioxidant substance treatment methods to prevent intrauterine growth retardation caused by hypoxia, have not hitherto been encountered. To this end, our study is a pioneering one in its field. In light of the results obtained, it has been identified that the application of ADMSC against hypoxia provides a more effective improvement in embryo organ and yolk sac development compared to the application of BM-MSC. In the future, we hold the belief that the application of AD-MSC might be a promising treatment option against angiogenetic and neurogenetic diseases and cell death.
Keywords: Hypoxia; Rat; Stem Cells; Therapeutic Effets; Whole Embryo Culture