Probiyotik bakterilerin mezenkimal kök hücreler üzerindeki immünomodülatör etkilerinin araştırılması
INVESTIGATION OF THE IMMUNOMODULATORY EFFECTS OF PROBIOTIC BACTERIA ON MESENCHYMAL STEM CELLS
Yazar: GİZEM YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SURAY PEHLİVANOĞLU
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyoloji = Biology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Kök hücreler = Stem cells

Özet:
Son yıllarda probiyotik bakteriler insan sağlığı üzerindeki olumlu etkilerinden dolayı araştırmalara konu olmuştur. Genellikle Lactobacillus ve Bifidobacterium cinslerindeki probiyotikler, bağırsağın doğal florasında bulunurlar.  Probiyotikler konak canlıyı patojenlere karşı koruyarak ve immün sistemini güçlendirerek etki gösterirler. İmmün sistemin regülasyonunu sağlayan etkenlerden biri de kök hücrelerdir.Mezenkimal kök hücreler (MKH), güçlü immünmodülatör ve rejeneratif özelliklere sahip somatik, multipotent stromal hücrelerdir. MKH'ler çoğalma ve farklılaşma kapasiteleri olan çok yönelimli, öncü hücrelerdir. MKH'ler birçok dokudan kolayca izole edilebilirler. Kolay çoğalma, yüksek farklılaşma ve bağışıklık sistemini baskılayıcı özelliklerinden dolayı klinikte bu hücrelere duyulan ilgi her geçen gün artmaktadır. MKH'ler immünosüpressif özellikleri nedeniyle birçok otoimmün hastalığın tedavisinde kullanılmaktadır. 

Tez projemizde, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus ve Lactobacillus paracasei subsp. paracasei probiyotik bakterileri ile Staphylococcus aureus ve Enterococcus faecalis patojen bakterilerin insan mezenkimal kök hücre üzerindeki immünomodülatör etkilerini araştırdık.Bunun için, bakterileri uygun ortamlarda kültüre ederek ekstraselüler faktörlerini içeren supernatantlarını elde ettik. Bu bakteriyel süpernatantları içeren besiyerlerinde insan kemik iliği-derive mezenkimal kök hücrelerin (Kİ-MKH) kültürasyonunu sağladık.Muamele edilen Kİ-MKH'lerin koşullandırılmış besiyerlerini izole ettikten sonra ELISA yöntemi ile Kİ-MKH'lerin ürettiği immünomodülatör faktörler olan TGF-β1, IL-10, Prostaglandin E-2 (PGE-2) ve ayrıca Netrin-1 veNGF seviyelerini belirledik. Çalışmamız sonucunda, probiyotik bakterilerin, patojen bakterilerden farklı olarak,bu immünomodülatör faktörlerin üretimini artırdığını ve in vitro mikroçevrelerini düzenlediğini belirledik. Bunun yanısıra, wound healing deneyi ile probiyotik bakteri ekstraselüler faktörleri Kİ-MKH'lerin migrasyon kabiliyetini azalttığını saptadık. 

Sonuç olarak, probiyotik bakteri ekstraselüler faktörlerinin Kİ-MKH'lerin immünomodülatör özelliklerine katkı sağladığını söyleyebiliriz. Elde ettiğimiz bulgular doğrultusunda, probiyotikler sayesinde MKH'lerin in vitro ortamda terapötik özelliklerinin artırılabileceği ve hücresel tedaviler açısından yeni stratejilerin geliştirilmesine katkı sağlayabileceği kanısındayız.

Abstract:
Recently, probiotic bacteria have been a subject of curiosity because of the positive effects on human health. Generally, probiotic bacterias such as  Lactobacillus and Bifidobacterium are found in the intestinal flora. Probiotic bacterias act as protecting agents of host-living against pathogens by supporting the immune system.Stem cells are one of the factors that regulate the immune system.Mesenchymal stem cells are somatic, multipotent stromal cells with strong immunomodulator and regenerative properties. Mesenchymal stem cells (MSCs) are multifunctional precursor cells with proliferation and differentiation capability.MSCs can be easily isolated from many tissues. Investigation interest in these cells is increasing due to its easy proliferation, high differentiation and immunosuppressive properties. MSCs have been tested for the therapy of many autoimmune diseases because of their immunosuppressive properties.

In our thesis project, we investigated the immunomodulatory effects of Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and Lactobacillus paracasei subsp. of paracasei probiotic bacteria and Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis pathogen bacteria on human mesenchymal stem cells. For this, we have obtained bacterial supernatants containing extracellular factors by culturing. We cultured the human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (BM-MSCs) in media containing these bacterial supernatants. After obtaining the conditioned media of the treated BM-MSCs, we determined the immunomodulatory factors levels of TGF-1, IL-10, Prostaglandin E-2 (PGE-2) and also Netrin-1 and NGF of BM-MSCs by ELISA method. As a result, we determined that unlike pathogenic bacteria, probiotic bacteria increased the production of these immunomodulatory factors and regulate BM-MSCs microenvironment in vitro. In addition, we found that probiotic bacteria extracellular factors decreased the migration ability of BM-MSCs by wound healing assay.

Eventually, it could be said that probiotic bacterial extracellular factors could contribute to the immunomodulatory properties of BM-MSCs. In line with our findings, we believe that probiotics could increase the therapeutic properties of MSCs in vitro and contribute to the development of new strategies in terms of cellular therapies.