Kemik İliği Mezenkimal Kök Hücrelerinden İn Vitro Bağ Dokusu Gelişimi Sırasında Kullanılan Polimerik/Seramik Yapılı Kompozit Biyomalzemelerin Enzimatik Olarak Kontrollü Degredasyonun Hücrelerin Fenotipik ve Morfolojik Farklılaşmaları Üzerine Etkisinin İncelenmesi


Koç Demir A., Emin N.(Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı, 2019 - 2023

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı
  • Başlama Tarihi: Eylül 2019
  • Bitiş Tarihi: Mart 2023

Proje Özeti

Hücre kullanımına dayalı rejeneratif tedaviler, hücre proliferasyonu ve farklılaşmasının in vitro olarak kontrol edilebilmesi
için in vivo niş şartlarının in vitro olarak uygulanabilmesi üzerine kurulmaktadır. Hücresel tedavilerde son yıllarda sıkça
kullanılan kök hücreler, çevresindeki hücresel bileşenlerden ve desteklenen hücre tipi kaynaklı sinyallerden oluşmaktadır.
Kök hücre nişi, kök hücreler ile bulundukları dokudaki mikroçevrede yer alan yardımcı hücreleri veya hücrelerarası
ortamdaki bileşenlerin birbirleriyle olan ilişkilerini tanımlamaktadır. Yürütülecek olan projede in vivo şartların biyotaklit
yaklaşımla in vitro koşullarda oluşturulması ve embriyonik gelişimde gözlemlenen fizikokimyasal ve biyokimyasal ortam
şartlarının bağ dokusu hücre farklılaşması üzerine etkisinin tespit edilmesi amaçlanmaktadır. Bu doğrultuda, hücre taşıyıcı
kompozit destek iskelelerinin, hidrojeller ile desteklenen indükleyici besiyerinde enzimatik olarak kontrollü yıkımı
gerçekleştirilerek, bunun hücre farklılaşması üzerine etkisinin belirlenmesine çalışılacaktır. Yürütülecek projede model
sistem olarak bağ dokusu bileşenlerinden erken embriyonik ve erişkin dönem kemik dokusu seçilmiştir.
Doku mühendisliği yaklaşımıyla kemik iliği mezenkimal kök hücreleri (MKH) ve doğal yapılı hiyaluronik asit, kollajen gibi
biyopolimerik yapılar ve hidroksiapatit gibi doğal seramikler kullanılarak hazırlanacak kompozit iskelelerin kullanımıyla
yapay mikroçevrenin oluşturulmasına çalışılacaktır. Öncelikle, sıçan femur kemik iliğinden aseptik koşullarda izole edilen
mezankimal kök hücreler, tek tabaka kültürlerde çoğaltılacaktır. Pozitif kontrol için osteoblastlar sıçan kalvaria kemiğinden
aseptik koşullarda enzimatik olarak izole edilerek kullanılacaktır. İstenilen sayıya kadar çoğaltılan MKH’ler %2’lik
hiyaluronik asit çözeltisi içerisinde süspanse edilerek ayrı ayrı hem statik hem de dinamik koşullarda üç boyutlu kompozit
iskeleler üzerine ekilecektir. Her bir model sistem için indükleyici besiyeri kullanılacak olup, ortamda biyomalzeme olarak
bulunan hiyaluronik asitin kontrollü yıkımını sağlamak için hiyaluronidaz enzimi ilave edilecektir. Petri kaplarında yürütülen
statik kültür işlemi günlük olarak faz kontrast mikroskobu ile takip edilecek ve belirli zaman noktalarında, yapılacak testler
için örnekler alınacaktır. Aynı işlemler pozitif kontrol olarak primer ostoblast hücreleri ile gerçekleştirilecektir. Hiyaluronik
asit ile süspanse besiyeri içerisindeki iskele üzerinde kültüre edilen MKH’lerin farklılaşması sürecindeki morfolojik ve
fenotipik yapıları, primer hücreler ile gerçekleştirilecek pozitif kontroller ile karşılaştırmalı olarak takip edilecektir. MKH’in,
primer hücrelerin ve kültür işlemi sırasında gelişen yeni-dokudaki hücrelerin fenotipleri akış sitometrisi ve western blot
analizleri ile takip edilecektir. İmmünfenotipleme ile elde edilen bulgular morfolojik ve kit ölçümüne dayalı testler ile elde
edilen sonuçlar ile birlikte değerlendirilecektir. Bu bulgulardan yola çıkarak, biyopolimerik yapıların enzim kullanılarak
gerçekleştirilen kontrollü yıkımının hücrelerin fenotipik ve morfolojik farklılaşması üzerine etkisi hususunda yürütülen kültür
sistemleri arasında kıyaslama ve yorum yapılabilecektir. Elde edilecek sonuçlar embriyonik evredeki fizokoimyasal ve
biyokimyasal ortam şartlarının hücre farklılaşması üzerine etki mekanizmasının açıklanabilmesine katkı sağlayacaktır.