Wharton jölesi mezenkimal kök hücrelerinin endotel hücrelere farklılaşmasında antioksidan moleküllerin rolünün incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Biyokimya Ana Bilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖZGE TEZCAN

Danışman: PINAR AKAN

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Giriş ve amaç: Rejeneratif tıp alanında kök hücre terapisinin başarısı, stres ortamında kök hücrelerin hayatta kalma ve hasarlı dokuları yenileme yetenekleri ile ilişkilidir. Kök hücrelerin işlevsel olarak olgunlaşmış erişkin hücrelere farklılaşması sırasında hücre içinde farklı metabolik süreçlerin devreye girdiği bilinmektedir. Kök hücre farklılaşma sürecinde olası metabolik değişim sürecini tetikleyen en önemli faktörlerden birinin hücrelerin maruz kaldığı oksidatif stres olduğu ileri sürülmektedir. Ancak kök hücrelerin endotelyal hücrelere farklılaşması esnasındaki oksidatif metabolizma değişimleri henüz net olarak tanımlanmamıştır. Çalışmamız ile multipotent mezenkimal kök hücrelerin (MKH) endotelyal hücrelere farklılaşma sürecindeki reaktif oksijen tür (ROT) düzeylerinin ve antioksidatif enzim aktivite değişimlerinin belirlenmesi amaçlandı. Ayrıca oksidatif stres üzerinde etkili olabilecek uygulamaların hücre canlılığı ve farklılaşma sürecine etkilerinin belirlenmesinin yanı sıra, WJ-MKH' lerinin izolasyonu, endotelyal hücrelere farklılaşması ve karakterizasyonu için uygulanabilir etkin bir protokolün kendi laboratuvar koşullarımızda oturtulması da hedeflendi. Yöntemler: Göbek kordonu Wharton jölelesinden (WJ) enzimatik ve eksplant yöntemi ile MKH'ler elde edilerek, proliferasyon kapasitesileri karşılaştırıldı. İzolasyon sonrası MKH karekterizasyonu için CD44, CD90, CD105 yüzey antijenlerinin gen ve protein ekspresyon düzeyleri kantitatif PZR, immunohistokimya ve akış sitometrisi yöntemleri ile gösterildi. Elde edilen MKH'lerin endotelyal hücrelere farklılaştırılma sürecine antioksidan moleküllerin etkisinin incelenmesi için N-asetil sistein (NAC), askorbik asit (AAP) ve sodyum selenit (NaSe) uygulamasının etkileri değerlendirildi.Kök hücrelerin kendi kendini yenileme ve farklılaşması sürecinde hücresel MDA, total ROT miktarı ve antioksidan enzim aktivite düzeylerinin değişimi fotometrik ve florometrik olarak incelendi. Antioksidan enzimlerin gen ekspresyon düzeyleri kantitatif PZR ile değerlendirildi. Ayrıca H2O2 ile oluşturulan oksidatif stres modelinde kök hücrelerin ve progenitör endotelyal hücrelerin reaktif oksijen türleri yanı sıra CAT, SOD ve GPx enzimlerinin değişimleri de analiz edildi. Bulgular: WJ-MKH ve entotelyal hücre karakterizasyonu kapsamında yapılan deneylerde ileri pasaj sayısının (>4-5) MKH karakterizasyonunda azalmaya yol açtığı saptandı. WJ-MKH'lerinde NAC (2mM) hücre canlılığı artırdığı gözlendi (p<0.05) Endotelyal hücrelerde ise NAC ve askorbik asit uygulaması hücre canlılığını sırası ile ortalama ~%40 ve ~%20 oranında artırırken, Na-selenit uygulamasının olumlu bir etkisi görülemedi. Endotelyal hücrelerde total ROT ve MDA miktarının WJ-MKH'lerine göre sırası ile ortalama~ 7 ve ~ 2 kat arttırdığı belirlendi. Endotelyal farklılaşma sürecinde katalaz ,glutatyon peroksidaz enzim aktivitelerinin anlamlı arttığı gösterildi (p<0,05). Oksidatif stres oluşturmak amacı ile üç saatlik H202 (300 µM) uygulamasının kök hücre canlılığını kontrol grubuna göre ~%60 oranında azalttığı ve antioksidan enzim düzeylerini belirgin olarak düşürdüğü gösterildi. NAC, uygulamasının WJ-MKH'lerini H202 toksisitesine karşı koruduğu ancak endotelyal farklılaşması indüklenmiş hücrelerde ise oksidatif stres düzeyini tam olarak baskılayamadığı gözlendi. Sonuç: Sonuç olarak literatür taramalarımıza göre bu tez çalışması ile ilk kez NaSe, AAP ve NAC uygulamalarının WJ-MKH'lerinin kendi kendini yenilemesi ve endotelyal farklılaşma süreci üzerine etkileri gösterildi. WJ-MKH lerin izolasyon protokolü laboratuvar koşullarımızda optimize edilerek, elde edilen hücrelerin MKH karakterleri protein ve gen ekspresyonları düzeyinde gösterildi. Endotelyal farklılaşma protokolü kendi laboratuvar koşullarımızda uygulanabilir hale getirilerek, bu süreçteki oksidatif strese bağlı metabolik değişimler belirlendi. Çalışmamız ile elde edilen veriler ve protokollerin daha sonra planlanabilecek rejeneratif tıp uygulamaları kapsamındaki projeler için temel bir basamak oluşturabilecek kapasitede olduğu düşünülmektedir. Anahtar Sözcükler: Wharton Jölesi, Mezenkimal Kök Hücre, Endotelyal Farklılaşma, Oksidatif Stres