Characterization of peptide amphiphile nanofibers their interactions with chondroprogenitor cells and morphological analysis of tissues from transgenic animals
Peptit amfifil nanofiberlerinin karakterizasyonu, kondrosit öncülü hücrelerle etkileşimleri ve transgenik hayvanlara ait dokuların morfolojik analizi
- Tez No: 312258
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER, YRD. DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Histoloji ve Embriyoloji, Biochemistry, Histology and Embryology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Kıkırdak dokusunda çok yoğun bulunan hücrelerarası matrise benzer üç boyutlu ağlar kurabilen peptit amfifiller, çağlar boyu çözümsüz kalmış temel sağlık sorunları teşkil eden kıkırdak dokusu hasarları ve hastalıklarının üstesinden gelmeye uygun adaylardır. Kıkırdak dokusu oluşumunun altında yatan temel süreçleri anlamak da kıkırdak rejenerasyonu için kilit öneme sahiptir. Bu çalışmada, biyoaktif peptit amfifil nanofiberlerin kıkırdak rejenerasyonuna yönelik potansiyelleri incelenmiştir ve kondrosit öncülü hücreler ve peptit amfifillerle embryonik kıkırdak gelişiminde merkezi bir süreç olan hücresel toplanma için bir model, oluşturulmuştur. Peptit amfifillerin oluşturduğu iskeleler üzerinde hücreler, iskele olmadan kültürlenen hücrelerin tersine, fazladan etken maddelere ihtiyaç duymadan toplanmışlardır. Besiyerine insülin eklenmesi, oluşan hücre yığınlarının boyutunu arttırmıştır ki bu sonuç insülin ve iskelelerin etkileşiyor olabileceğini akla getirmektedir. Hücre yığınlarında, hücreler arası matris ve kollajen II, doğal kıkırdak yapısına benzer şekilde büyük miktarlarda üretilmektedir. Glikozaminoglikanlara benzemek üzere tasarlanmış GAG-PA, ve yalnızca glutamik asit sergileyen Glu-PA, lizin sergileyen zıt yüklü Lys-PA ile iskeleler inşa etmede kullanılmıştır. Hücre yığınlarının oluşumu, kullanılan peptit amfifillere bağlı olmaksızın gözlemlenmiştir. İskelelerde GAG-PA ve Glu-PA'nın birlikte kullanımı yalnızca Glu-PA'nın kullanıldığı iskelelere göre daha fazla hücre yığını oluşumu tetiklemiştir. GAG-PA'nın farka neden olan etkisi yeterince iyi çözümlenememiş olup daha ayrıntılı araştırılabilir.Çalışmanın ikinci kısmında, Lynx3 ifade etmeyen transgenik farelerin doku morfolojileri çalışılmıştır. Ly6 üst-ailesine ait olan Lynx3, yakın zamanda keşfedilen, bir proteindir. Solunum, sindirim ve üreme kanallarının epitel hattı boyunca ifade edilmektedir ve nikotinik asetilkolin reseptörlerinin duyarsızlaştırılmasında görev almaktadır. Bu çalışmada, Lynx'3ün ifade edildiği dokularda önemli bir etkisi olup olmadığını görmek amacıyla Lynx3'süz (transgenik) farelerin morfolojileri yabani tür farelerle karşılaştırılmıştır. Akciğer, trake ve timus dokularında kayda değer herhangi bir farka rastlanmamıştır. Özofagus, mide ve dişi üreme organında ufak farklılıklar görülse de bunların bireysel farklılıklardan kaynaklanıp kaynaklanmadığı, ve de farklılıkların lynx3 proteininin ifadesiyle alakası açıkça görülememektedir. Dokuların daha ayrıntılı analizi, lynx3'ün dokulardaki görevinin ve çeşitli kolinerjik mekanizmaların anlaşılmasında ışık tutacaktır.Hücre zarını geçebilen ve genleri hücrelere taşıyabilen küçük peptitler, virüs tabanlı transfeksiyon sistemlerine karşı belli başlı seçenekler arasında yer almaktadır. Çalışmanın üçüncü kısmında, yüksek yoğunlukta artı yüklü aminoasit zincirleri sergileyen nanofiberler oluşturma yoluyla doğal polikatyonik proteinlere benzeyecek peptit amfifil molekülleri tasarlanmıştır. Peptit amfifiller yüksüzleşme ve hidrojen bağları oluşturma yoluyla DNA ile sağlam-kararlı kompleksler meydana getirmişlerdir. Fakat in vitro'da, oluşturulan komplekslerden herhangi biri içerdiği genin etkin transfeksiyonunu sağlayamamıştır.
Özet (Çeviri)
Peptide amphiphiles, molecules able to self assemble into three dimensional networks resembling to extracellular matrix which is excessive in cartilage tissue, are suitable candidates for overcoming cartilage tissue defects and diseases which constitute central health problems throughout ages. Understanding developmental processes that underlie cartilage formation is also key for regenerating cartilage. In this study, peptide amphiphiles were synthesized, their potential for cartilage regeneration was investigated and a model for cellular aggregation, which is a central process in embryonic cartilage development, was established with chondroprogenitor cells and peptide amphiphile scaffolds. On scaffolds, chondroprogenitor cells aggregated without requiring any additional bioactive factors as opposed to cells grown without scaffolds. Addition of insulin to the medium enhanced the size of the aggregates suggesting scaffolds may be interacting with insulin. Similar to native cartilage tissue, collagen II was massively produced in aggregates. GAG-PA which is designed to mimic glycosaminoglycans and Glu-PA which only presents glutamic acid were used to construct scaffolds with oppositely charged Lys-PA presenting lysine. Formation of aggregates was observed regardless of the PAs used. Use of both GAG-PA and Glu-PA induced larger number of aggregates than only Glu-PA. Differential effect of GAG-PA couldn?t be inferred completely and might be investigated in more detail.In a second part of the study, tissue morphologies of lynx3 null mutant mice were studied. Lynx3 is a recently discovered protein belonging to Ly6-superfamily. It is expressed mainly within epithelial lining of respiratory, digestive and genital tracts and is involved in nicotinic acetylcholine receptor desensitization. In this study, morphologies of lynx3 null mice with that of wild type mice were compared to see whether lynx3 has a gross effect on the tissues in which it is expressed. Any significant difference in the morphologies of lung, trachea and thymus cannot be observed. Little variations in esophagus, stomach and female reproductive organ were seen, however, it was not clear whether these variations are related to individual differences or not and the relevance of the variations with lynx3 expression could not be seen clearly. More detailed analysis of tissues may provide additional insight to understand function of lynx3 and the cholinergic mechanisms within various tissues.Short peptides able to pass cell membrane and deliver genes into cells are outstanding alternatives to virus based transfection systems. In the third part of the study, peptide amphiphiles designed to mimic the natural polycationic proteins through forming nanofibers which exhibit positively charged residues at high density, were synthesized. Peptide amphiphiles could form stable complexes with DNA, through neutralization of charges and formation of hydrogen bonds. However, efficient transfection of the gene couldn?t be provided by any complexes in vitro. The study presents primary results upon which more detailed investigation can be built.
Benzer Tezler
- Self-assembly of peptide nanofibers and their mechanical properties
Peptit nanofiberlerin kendiliğinden düzenlenmesi ve mekanik özellikleri
TURAN SELMAN ERKAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYKUTLU DÂNA
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Supramolecular chiral self-assembled peptide nanostructures
Kendiliğinden düzenlenen supramoleküler kiral peptit nanoyapılar
MERYEM HATİP
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Characterization of self-assembly and self-healing of peptide amphiphiles by atomic force microscopy
Peptit nanofiber yapılarının atomik kuvvet mikroskopu ile ıncelenmesi
FATMA BEGÜM DİKEÇOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. AYKUTLU DANA
DOÇ. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- Self-assembled peptide based biomaterials for drug delivery and regenerative medicine
Moleküler kontrollü bir araya gelme yöntemiyle oluşturulan peptit bazlı biyomalzemelerin ilaç taşınımı ve rejeneratif tıp alanlarında uygulamaları
GÖKSU ÇİNAR
Doktora
İngilizce
2016
Biyokimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ÖZGÜR GÜLER
- 3-boyutlu biyoaktif hyaluronik asit hidrojellerin hazırlanması, karakterizasyonu ve nöroindüktif etkilerinin incelenmesi
Preparation and characterisation of 3-d bioactive hyaluronic acid-based hydrogels and the analysis of their neuroinductive effects
SILA BİLGİN
