Use of neural stem cells differentiated from human iPS cells and tissue scaffolds obtained by 3D bioprinting of different nanomaterials in neural regeneration
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, KÖK HÜCRE VE YENİLEYİCİ TIP ANABİLİM DALI (DİSİPLİNLERARASI), Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: CANSU GÜRCAN KARATEPE
Danışman: Açelya Yilmazer Aktuna
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Omurilik yaralanması (OY), dünya çapında milyonlarca insanı etkileyen ve hayatlarını değiştiren bir durumdur. Omurilik yaralanmasının küresel etkisi, sadece kişisel ve ailevi mücadeleler açısından değil, aynı zamanda sağlık sistemleri ve toplumlar üzerindeki ekonomik yükü nedeniyle de önemlidir. Dünya çapında milyonlarca kişinin etkilendiği omurilik yaralanması, omurilik yaralanması hastalarının sonuçlarını iyileştirmek için yenilikçi tedavilere acil ihtiyaç duyulmasına neden olmuştur. Geleneksel tedaviler belirtileri yönetmeye ve daha fazla hasarı önlemeye odaklanırken, kök hücre tedavileri rejeneratif tıpta umut verici bir sınır olarak ortaya çıkmıştır. Bu doktora tezinde; insan uPK hücrelerinden farklılaştırılmış nöral kök hücrelerin nöral büyüme faktörleri ve farklı nanomalzemeler ile muamele edilerek 2-Boyutlu (2B) kültür ortamında nöral hücrelere farklılaşması sağlanmıştır. Aynı zamanda nöral kök hücre ve nanomalzeme içeren biomürekkep ile 3-Boyutlu (3B) biyoyazıcıdan doku iskeleleri oluşturulmuştur ve nöral büyüme faktörleri ile kültür edilmiştir. Nöral farklılaşma potansiyelini arttırmak için hem 2B hem de 3B kültürlere elektrik akım verilmiştir. Ayrıca omurilik hasarı verilmiş ratlara; nöral kök hücre ve elektrik iletkenliği olan nanomalzemelerden MXene Quantum Dot (MQD) içeren doku iskeleleri yerleştirilmiştir. Elektrik iletkenliği özelliğine sahip MQD'nin bu özelliğinden faydalanarak oluşturulan omurilik hasarının rejenerasyon sürecinin takip edilmiştir. Böylece elektrik iletkenliğini özelliğine sahip MQD'nin nöral farklılaşmaya etkisi araştırılmıştır. Biyobaskılamayla üretilmiş, hücre ve nanomalzeme içeren sinir rejenerasyon çalışmaları literatürde sınırlıdır. Bu tez çalışması ile birlikte ilk kez insan uPK hücrelerinden farklılaştırılmış nöral kök hücrelerin, MQD ve doğal/sentetik polimerlerin eş zamanlı 3B biyobaskılanması yapılmıştır. Yüksek elektrik iletkenliği olduğu bilinen MQD'nin elektrik akımı verilerek nöronlar arasındaki aksiyon potansiyelinin daha kolay aktarılması sağlandığı görülmüştür. Sonuç olarak, bu çalışma nöral kök hücreler, MQD ve elektrik stimülasyonunu birleştiren multidisipliner bir yaklaşımın nöral farklılaşmayı arttırma ve omurilik yaralanması modellerinde fonksiyonel iyileşmeyi teşvik etme potansiyelini vurgulamaktadır. Sonuçlar, elektrik stimülasyonunun temel nöronal belirteçleri yukarı doğru düzenleyerek nöral farklılaşmayı önemli ölçüde artırdığını, MQD'nin ise hücre canlılığına ve nöroproteksiyona katkıda bulunduğunu göstermiştir. Fonksiyonel değerlendirmeler yapılan in vivo çalışmalarda, kombine tedavi grubunda motor ve duyusal iyileşmenin arttığını doğrulayarak bu müdahalelerin sinerjik bir etkisi olduğunu düşündürmüştür. İmmünofloresan ve gen ekspresyonu analizleri, nöral kök hücrelerin olgun nöronlara başarılı bir şekilde farklılaşmaya başladığını doğrulamış ve yaralı omurilik dokusuna bütünleşmesini desteklemiştir. Tez çıktılarının kök hücre çalışmaları, nanomalzeme çalışmaları ve sinir rejenerasyon çalışmalarına destek ve öncü model olması beklenmektedir.