Fonksiyonelleştirilmiş fiber yapıda doku iskelelerinin in vitro demiyelinizasyon modeli üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of functionalised fiber scaffolds on in vitro demyelination model
- Tez No: 1003540
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYLİN ŞENDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Merkezi sinir sisteminin (MSS) çok az rejenerasyon kapasitesine sahip olduğuna dair kabul edilmiş olan görüşlerin aksine, MSS'de miyelin oluşturan hücreler olan oligodendrositlerde (OL) hasar oluşmasını takip eden süreçte yeni miyelin kılıflarının oluşumuyla remiyelinizasyon olarak adlandırılan kısmi bir rejeneratif yanıt görülür. Remiyelinizasyon, nöroprotektif bir süreçtir ve Multiple Skleroz (MS) gibi miyelin kaybı ile karakterize edilen, topluma çok büyük mali yük getiren hastalıklara etkili bir tedavi stratejisi ve kendi başına çok önemli bir araştırma alanıdır. Remiyelinizasyon stratejileri toksin aracılı veya immün aracılı, nasıl indüklendiğine bakılmaksızın tüm demiyelinizasyon formlarına uygulanabileceği için bu alandaki çalışmaların hedefini oluşturur. Tez kapsamında, MSS'de remiyelinizasyonu uyarmaya yönelik potansiyel terapötik doku iskelelerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, OL hücrelerinin in vitro miyelinizasyon kapasitesini destekleyecek elektroeğirilmiş fiber tabanlı doku iskelesi üretimi optimize edilmiş ve farklı biyolojik ajanlar ile fonksiyonelleştirilmiş kompozit hidrojellerin terapötik potansiyelleri değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, elektroeğirilmiş polikaprolakton (PCL) ve polilaktik-ko-glikolik asit (PLGA) fiberler üzerinde OL proliferasyonu ve farklılaşması başarıyla gösterilerek in vitro miyelinizasyon modeli doğrulanmış; ayrıca kuprizon ile oluşturulan demiyelinizasyon modeli optimize edilmiştir. Terapötik potansiyelleri incelenen hidrojel sistemi, kitosan, bakteriyel selüloz (BS) ve tannik asit (TA) kullanılarak geliştirilmiş ve kapsamlı şekilde karakterize edilmiştir. Miyelinizasyonla ilişkisi belirlenmiş mikroRNA'lar (miRNA), bitki kaynaklı ekstraselüler veziküller (pdEV) ve CRISPR/Cas9 gRNA'ları modülatör indükleyici ajanlar olarak hidrojelin fonksiyonelleştirilmesinde değerlendirilmiştir. MS patofizyolojisinde rol oynayan sitotoksik T hücrelerinin OL üzerindeki miRNA düzeylerini etkilediği belirlenmiş; yapılan biyoinformatik analizler sonucunda miyelinizasyonla ilişkili kritik aday olarak miR-204 tespit edilmiştir. MiR-204 ile fonksiyonelleştirilen hidrojellerin OL remiyelinizasyonunu artırdığı, miyelin ilişkili gen ifadeleri ve yüzey belirteçleri üzerinden doğrulanmıştır. Elma, havuç, kahve, shiitake ve reishi kaynaklı pdEV'lerin miyelinizasyon üzerindeki etkileri incelenmiş; shiitake EV'lerin OL'ler üzerine sitotoksik etki ettiği, kahve, havuç ve reishi EV'lerle fonksiyonelleştirilen hidrojellerin OL'lere protektif etki ettiği gösterilmiştir. Demiyelinizan hastalıklarda artışı gösterilen ve inflamasyonu arttırıcı yönde etki eden ADAM8 ve SERPINE1 genlerine yönelik uygulanan CRISPR/Cas9 aracılı gen susturucu plazmitlerin OL'lere etkisi değerlendirilmiştir. ADAM8'in miyelinizasyon üzerine etkisi gözlemlenmezken, SERPINE1 gen susturulmasının miyelinizasyon ilişkili genleri arttırdığı gösterilmiştir. Bu tez çalışmasıyla MSS'de remiyelinizasyonun indüklenmesi için farklı biyolojik modülatörlerle fonksiyonelleştirilen hidrojeller ile yenilikçi terapötik yaklaşımlar geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Contrary to the widely accepted view that the central nervous system (CNS) has very little regenerative capacity, a partial regenerative response called remyelination occurs in the CNS following damage to oligodendrocytes (OLs), the myelin-forming cells, through the formation of new myelin sheaths. Remyelination is a neuroprotective process and constitutes an effective treatment strategy for diseases characterized by myelin loss, such as Multiple Sclerosis (MS), which impose a very high financial burden on society, and is a very important area of research in itself. Remyelination strategies are the target of studies in this field because they can be applied to all forms of demyelination, regardless of how it is induced, whether toxin-mediated or immune-mediated. This thesis aimed to develop potential therapeutic tissue scaffolds to stimulate remyelination in the CNS. To this end, the production of electrospun fiber-based tissue scaffolds to support the in vitro myelination capacity of OL cells was optimized, and the therapeutic potential of composite hydrogels functionalized with different biological agents was evaluated. In the first phase of the study, OL proliferation and differentiation on electrospun polycaprolactone (PCL) and polylactic-co-glycolic acid (PLGA) fibers were successfully demonstrated, validating the in vitro myelination model; additionally, the demyelination model created with cuprizone was optimized. The carrier hydrogel system to be used in the functionalization of the fibers was developed using chitosan, bacterial cellulose (BS), and tannic acid (TA) and was comprehensively characterized. MicroRNAs (miRNAs), plant-derived extracellular vesicles (pdEVs), and CRISPR/Cas9 gRNAs, which have been identified as being associated with myelination, were evaluated as modulator-inducing agents in the functionalization of the hydrogel. It was determined that cytotoxic T cells, which play a role in MS pathophysiology, affect miRNA levels on the OL; bioinformatic analyses identified miR-204 as a critical candidate associated with myelination. It was confirmed through myelin-related gene expression and surface markers that hydrogels functionalized with miR-204 increased OL remyelination. The effects of carrot, coffee, shiitake, and reishi-derived pdEVs on myelination were also investigated; It has been shown that shiitake EVs have a cytotoxic effect on OLs, while hydrogels functionalized with coffee, carrot, and reishi EVs have a protective effect on OLs. The effect of CRISPR/Cas9-mediated gene silencing plasmids targeting the ADAM8 and SERPINE1 genes, which are shown to increase in demyelinating diseases and have an inflammation-enhancing effect, on OLs was evaluated. While no effect of ADAM8 on myelination was observed, silencing the SERPINE1 gene was shown to increase myelination-related genes. This thesis study developed innovative therapeutic approaches for inducing remyelination in the CNS using hydrogels functionalized with different biological modulators.
Benzer Tezler
- Hybrid bioprinting of functionalized scaffolds for tissue engineering applications
Doku mühendisliği uygulamaları için fonksiyonelleştirilmiş doku iskelelerinin hibrid üç boyutlu (3B) biyobasım
MAHDIYEH ZAHRABI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAHATTİN KOÇ
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Preparation and characterization of functionalized sepiolitic clay nanofibers : Antibacterial activity and conductive-AFM study
Sepiyolit nanofiberlerinin fonksiyonelleştirilmesi ve karakterizasyonu: Antibakteriyel aktivite ve AFM-iletkenlik ölçümleri
NİHAN CANSU YALIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Synthesis of cellulose acetate butyrate based polymeric films and their applications
Selüloz asetat butirat bazlı polimerik filmlerin sentezi ve uygulamaları
OZAN GAZİ DEHMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
- Organik atıklardan karbon esaslı malzemelerin üretimi ve esnek tip süperkapasitör uygulamalarında kullanımlarının incelenmesi
Production of carbon-based materials from organic wastes and investigation of their use in flexible supercapacitor applications
ÜMİT ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GENÇTEN
DOÇ. DR. BURAK BİROL