Deneysel rat çoklu travma modelinde mezenkimal kök hücre uygulamasının beyin, böbrek ve kemik doku iyileşme üzerine etkilerinin incelenmesi
Evaluation of the effects of mesenchymal stem cell transplantation on brain, kidney and bone tissue healing in experimental rat multiple trauma model
Yazar: MELEK CİRİK
Danışman: PROF. DR. ONUR POLAT
Ankara Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Acil Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2020
Konu: İlk ve Acil Yardım = Emergency and First Aid
Dizin: Beyin = Brain ; Böbrek = Kidney ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Kök hücreler = Stem cells ; Kırık iyileşmesi = Fracture healing ; Sıçanlar = Rats ; Yara iyileşmesi = Wound healing ; Yaralar ve yaralanmalar = Wounds and injuries ; Çoklu travma = Multiple trauma

Özet:
Amaç: Çoklu travma çocuk ve genç yaş populasyonunda en sık ölüm nedenidir. Çoklu travma arasında en sık trafik kazaları ve yüksekten düşmeler yer almaktadır. Bu travmalar sonucu sık oluşan çoklu travma modeli oluşturarak beyin, böbrek ve kemik olmak üzere 3 sistemde hasar yarattık. Hasar sonrası mezenkimal kök hücre (MKH) tedavisinin doku iyileşmesi üzerine etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.
Gereç yöntem: Deneysel çalışmada 4 haftalık verici dişi rat femur ve tibia kemik iliğinden mezenkimal kök hücre elde edilmiştir. 12 haftalık 300-350 gr arasında olan 40 adet erkek Wistar-Albino cinsi rat kullanıldı. Ratlar 5 gruba ayrıldı. Ratlara intravenöz (IV) ve/veya intraventriküler (IVK) olmak üzere iki farklı yolla tedavi uygulandı. Grup 1: Çoklu travma + IV saline (n=8), Grup 2: Çoklu travma + IV MKH (n=8), Grup 3: Çoklu travma + IV saline + IVK saline (n=8), Grup 4: Çoklu travma +IV MKH + IVK (n=8), Grup 5: Sham (negatif kontrol n=8, pozitif kontrol n=8). Genel anestezi altında ratlara travma oluşturuldu. Travma sonrası 24.saatte ratlara yukarıda belirtilen gruplara göre MKH veya saline verildi. 5.günde bu gruplardaki ratların yarısına rapel MKH ve saline verildi. Sham grubunda negatif kontrollere travma ve tedavi uygulanmadı, pozitif kontrollere travma oluşturuldu ancak tedavi verilmedi. 7. Günde tek doz MKH veya saline verilen ratlar ve sham gruplarının yarısı yüksek doz anestezi ile sakrifiye edildi. 14.günde kalan tüm ratlar yüksek doz anestezi ile sakrifiye edildi. Sakrifikasyon sonrasında kan örnekleri ve beyin, böbrek, kemik doku örnekleri alındı. Kan örneklerinden Nöron Spesifik Enolaz (NSE),Glial Fibrillar Asidik Protein (GFAP), Nötrofil Gelenatinaz İlişkili Lipokalin (NGAL), IL-18, osteokalsin (OC), fosfolipaz A2 (PLA2), S100B seviyeleri analiz edildi. Beyin, böbrek, kemik dokuları histopatolojik olarak incelendi.
Bulgular: Çoklu travma hastalarında tedavi amacıyla kullanılabilecek MKH'ler travmatik böbrek hasarı sonrasında hücre dejenerasyonunu, nekroz oluşumunu ve hemosiderin birikimini azaltmaktadır. Beyinde ise oluşabilecek nöronal hasarı azaltması ve rejenerasyonu hızlandırması beklenmektedir. Çoklu travmada en çok etkilenen dokulardan biri olan kemikte ise MKH, osteoblastik aktiviteyi arttırmaktadır. NSE, GFAP, NGAL, IL-18, OC, PLA2 seviyelerinde travma sonrasında artış görülmüştür. 
Sonuç: Çoklu travma sonrasında mezenkimal kök hücre uygulamasının kemik doku iyileşmesini hızlandırdığı, böbrek hasarında nekroz oluşumunu azalttığı, hücre dejenerasyonunun ilerlemesini engellediğini saptadık. Doku iyileşmesi takibini klinikte takip edebilmek amacıyla serum biyobelirteçlerinin kullanılabileceği ön görülmüştür. 
Anahtar kelimeler: deneysel çoklu travma modeli, mezenkimal kök hücre, biyobelirteç

Abstract:
Objective: Multiple trauma is the most common cause of death in children and young people. Among the multiple trauma, motor vehicle accidents and falls from heights are the most common. By creating a experimental multiple trauma model that occurs frequently as a result of these traumas, we have damaged 3 systems: brain, kidney and bone. We aimed to investigate the effects of mesenchymal stem cell (MSC) therapy on tissue healing after injury.
Materials and methods: In the experimental study, mesenchymal stem cells were obtained from 4-week-old donor female rat femur and tibia bone marrow. 40 male Wistar-Albino rats between 12 weeks old and 300-350 g were used. Rats were divided into 5 groups The rats were injected MKH by two different ways, intravenous (IV) or intraventricular (IVC). Group 1: Multiple trauma + IV saline (n = 8), Group 2: Multiple trauma + IV MSC (n = 8), Group 3: Multiple trauma + IV saline + IVC saline (n = 8), Group 4: Multiple trauma + IV MSC + IVC (n = 8), Group 5: Sham (negative control n = 8, positive control n = 8). Trauma was applied to rats the general anesthesia. At the 24th hour after the trauma, MSC or saline was given to the rats according to the groups mentioned above. On the 5th day, booster MSC and saline were given to half of the rats in these groups. In the sham group, no trauma or treatment was applied to the negative controls, trauma was created to the positive controls, but no treatment was given. Half of the rats and sham groups given a single dose of MSC or saline on the 7th day were sacrificed with high dose anesthesia. All rats remaining on the 14th day were sacrificed with high dose anesthesia. After sacrification, blood samples and brain, kidney and bone tissue samples were taken. Neuron Specific Enolase (NSE), Glial Fibrillar Acidic Protein (GFAP), Neutrophil Inatinase Associated Lipocalin (NGAL), IL-18, osteocalcin (OC), phospholipase A2 (PLA2), S100B were analyzed from blood samples. Brain, kidney and bone tissues were examined histopathologically.
Results: MSCs that can be used for treatment in patients with multiple trauma reduce cell degeneration, necrosis and hemosiderin accumulation after traumatic kidney injury. It is expected to reduce neuronal damage and accelerate regeneration in the brain. In bone, which is one of the most affected tissues in multiple trauma, MSC increases osteoblastic activity. Post-injury, levels of NSE, GFAP, NGAL, IL-18, OC, PLA2 increased.
Conclusion: After multiple trauma, we found that mesenchymal stem cell application accelerates bone tissue healing, reduces necrosis in kidney damage, and prevents the progression of cell degeneration. It has been suggested that serum biomarkers can be used to monitor tissue healing in the clinic.
Keywords: experimental multiple trauma model, mesenchymal stem cell, biomarker