Elektriksel stimülasyon ve schwann-benzeri hücrelerin periferik sinir hasarına etkileri
Effects of electrical stimulation and schwann-like cells on peripheral nerve injury
Yazar: MAHMUT ALP KILIÇ
Danışman: PROF. DR. MEHMET DİNÇER BİLGİN
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyofizik = Biophysics
Dizin: Adipoz doku = Adipose tissue ; Biyofizik = Biophysics ; Elektrikle uyarma = Electric stimulation ; Kök hücreler = Stem cells ; Periferik sinir hasarları = Peripheral nerve injuries ; Periferik sinirler = Peripheral nerves ; Schwann hücreleri = Schwann cells

Özet:
Schwann-benzeri hücreler, in vitro ortamda kök hücrelerin farklılaştırılması ile elde edilen, morfolojik ve genetik açıdan gerçek schwann hücrelerine ait özellikleri sınırlı olarak gösteren hücrelerdir. Gerçek schwann hücrelerinin in vitro ortamda düşük proliferasyon göstermesi ve elde edilmesinin önündeki etik problemler sebebiyle terapötik amaçla kullanılmak üzere üretilmektedirler.
Çalışmamızda 20 Hz frekansında düşük şiddetli elektrik akımı ve schwann-benzeri hücrelerin periferik sinir hasarı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla 6'şar wistar-albino sıçandan oluşan 7 deney grubu kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında sıçan adipoz dokusundan elde edilen kök hücrelere farklılaştırma protokolü uygulanarak schwann-benzeri fenotip kazanmaları sağlanmıştır. Elde edilen hücre fenotipi in vitro ortamda yapılan morfolojik inceleme ve RT-PCR analizleri ile teyit edilmiştir. Ardından sham grubu dışında bütün sıçanlarda siyatik sinir hasarı oluşturularak sırayla sinir hasarı, elektriksel stimülasyon, adipoz kök hücre, adipoz kök hücre + elektriksel stimülasyon, schwann-benzeri hücre ve schwann-benzeri hücre + elektriksel stimülasyon uygulamaları yapılmıştır. Hayvan deneylerin başlamasının ardından 6 haftalık periyotta yapılan uygulamaların sinir hasarı üzerindeki olası olumlu etkileri haftalık siyatik fonksiyon indeksi (SFI) ve deney sonunda sinir ileti hızı, bileşik kas aksiyon potansiyeli, ıslak kas ağırlığı ve histolojik olarak değerlendirilmiştir.	Elde edilen sonuçlara göre tek başına elektriksel stimülasyon sinir ileti hızında sınırlı bir artış sağlamış olsa da adipoz kök hücre veya schwann benzeri kök hücrelerin ekimiyle daha başarılı olduğu bulunmuştur. Adipoz kök hücre ekimi ve elektriksel stimülasyonun kombine olarak kullanılmasıyla tek başına elektriksel stimülasyona oranla bir artış sağlanmış olsa da istatistiksel olarak anlamlı bulunmamıştır. Ancak aynı protkolde schwann benzeri hücrelerin kullanılmasıyla beraber sinir ileti hızlarındaki artış istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. Özellikle elektriksel stimülasyon ile birlikte sinir ileti hızında bulunan artış yüksek derecede anlamlıdır. Yapılan histolojik incelemelerde ise schwann benzeri hücre ekimi ve elektriksel stimülasyonun kombine olarak kullanılması en kalın miyelin kılıf ve ortamala akson yarıçapı elde edilmesini sağlamıştır. Bu sonuçlara göre sinir iyileşmesinde hücre terapisi uygulamasının elektriksel stimülasyonun iyileşme kapasitesini arttırabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Schwann-like cells are cells that are obtained by differentiation of stem cells in vitro, showing limited morphologically and genetically genuine schwann cells. They are produced to be used for therapeutic purposes due to the low proliferation of real schwann cells in vitro and the ethical problems in their recovery.
In our study, the effects of low-intensity electric current at a frequency of 20 Hz and schwann-like cells on peripheral nerve damage were examined. For this purpose, 7 experimental groups consisting of 6 wistar-albino rats were used. In the first stage of the study, stem cells obtained from rat adipose tissue were provided with a schwann-like phenotype by applying differentiation protocol. The cell phenotype obtained was confirmed by in vitro morphological examination and RT-PCR analysis. Subsequently, sciatic nerve damage was created in all rats except the sham group, and nerve damage, electrical stimulation, adipose stem cell, adipose stem cell + electrical stimulation, schwann-like cell and schwann-like cell + electrical stimulation were performed sequentially. Possible positive effects of applications on nerve damage over a 6-week period after the initiation of animal experiments were evaluated weekly sciatic function index (SFI) and nerve conduction velocity, compound muscle action potential, wet muscle weight and histologically at the end of the experiment.	According to the results, although electrical stimulation alone provided a limited increase in nerve conduction velocity, it was found that it was more successful with the cultivation of adipose stem cells or schwann-like stem cells. Although an increase was achieved with the combined use of adipose stem cell transplantation and electrical stimulation compared to electrical stimulation alone, it was not statistically significant. However, the increase in nerve conduction velocities was found to be statistically significant with the use of schwann-like cells in the same protocol. Especially, the increase in nerve conduction velocity with electrical stimulation is highly significant. In histological examinations, the combination of schwann-like cell cultivation and electrical stimulation provided the thickest myelin sheath and axon radius to the medium. According to these results, it has been shown that the application of cell therapy in nerve healing can increase the healing capacity of electrical stimulation.