Three dimensional glycosaminoglycan mimetic peptide amphiphile hydrogels for regenerative medicine applications
Rejeneratif tıp uygulamaları için üç boyutlu glikozaminoglikan benzeri peptit amfifil hidrojeller
- Tez No: 392502
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE BEGÜM TEKİNAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biology, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doku ya da organlarda meydana gelen hasarlar ve işlev bozuklukları dünya çapında milyonlarca insanı etkilemektedir. Rejeneratif tıp uygulamaları disiplinlerarası çalışmaları kullanarak vücudun bu hastalıklı veya hasara uğramış bölümlerini yenileyerek insan hayatını iyileştirme konusunda gelecek vaat etmektedir. Rejeneratif tıp çalışmalarında, biyomalzeme üretme ve kullanma üzerine kurulu doku mühendisliği yöntemlerinden yoğun bir şekilde istifade edilmektedir. Bu yüzden gelecekteki doku yenilenebilirliği çalışma ve uygulamalarda yeni biyomalzeme geliştirilmesi oldukça önemli bir gereksinim arz etmektedir. Peptit amfifiller, kendilerini oluşturan yapıtaşlarının sahip oldukları kendiliğinden bir araya gelebilme özellikleriyle oluşturdukları ağ yapısı sayesinde, bu tür çalışmalarda kullanılmak için ideal biyomalzemelerdir. Peptit amfifillerin kolayca üç boyutlu yapılar oluşturabilmeleri, hücrelerin normal biyolojik şartlarda yaşadıkları doku ortamına daha çok benzediği için in vitro ve in vivo çalışmalarda kullanılabilmeleri açısından çok büyük bir olanak sağlamaktadır. Bu yapısal benzerlik, istenilen epitopların veya işlevsel kimyasal grupların peptit amfifillerin yapı taşlarına eklenmesiyle birlikte hücrelerin içinde yaşadıkları hücrelerarası maddeye daha çok benzerlik göstermelerini sağlamaktadır. Hücrelerarası madde, hücrelerin ve dolayısıyla da dokuların yapılarını destekleyen bir iskele görevi üstlenmekle beraber, hücrelerin faaliyetlerini sürdürebilmeleri için de gereklidir. Glikozaminoglikanlar dallanmamış, tek polisakkarit zincirinden oluşan, eksi yüklü ve dokuların sağlıklı kalabilmeleri ve fonksiyon yürütebilmeleri için oldukça önemli hücrelerarası madde bileşenleridir. Glikozaminoglikanlardan esinlenerek tasarlanmış, bu şeker yapılarının benzeri biyomalzeme üretimi, hücrelerarası maddenin özelliklerini taşıyabileceği için doku mühendisliğinde yararlanma konusunda oldukça mantıklı bir yaklaşımdır. Bu sebeple, bu tezde anlatılan çalışmalarda kök hücre başkalaşımı ve pankreatik adacık nakli çalışmalarında glikozaminoglikan benzeri 3 boyutlu hidrojel oluşturan peptit amfifilleri tasarlandı ve sentezledni. Birinci bölümde detaylı olarak rejeneratif tıptan, dokuların hücrelerarası madde içeriklerinden ve glikozaminoglikanların öneminden bahsedildi. İkinci bölümde de peptit fiberlere birleşik halde glikoz ve değişen konsantrasyonlarda sülfonat miktarının mezenkimal kök hücrelerin in vitro ortamda başkalaşmasına olan etkisi tanımlandı. Üçüncü bölümde, heparin benzeri peptit amfifil kullanarak, omentuma nakledilen pankreatik adacıkların hayatta kalma özelliklerinin artan anjiyogenezle birlikte iyileştiği gösterildi. Dördüncü bölümde ise son iki bölümdeki çalışmaların sonuçları özetlendi ve gelecekte yapılabilecek deneyler tartışıldı.
Özet (Çeviri)
Defects and impairments of tissues or organs affect millions of people, resulting in considerable losses in workforce and life quality. The treatment of major tissue injuries requires the development of advanced medical techniques that enhance the natural repair processes of the human body. Novel biomaterials can modulate the repair of organs and tissues by providing a suitable environment for the recruitment, proliferation and differentiation of stem and progenitor cells, allowing the recovery of degenerated or otherwise nonfunctional tissues. Peptide amphiphiles (PAs) serve as model biomaterials due to their capacity for self-assembly, which allows peptide monomers to form complex networks that approximate the structure and function of the natural extracellular matrix. Peptide networks can be further modified by the attachment of various epitopes and functional groups, allowing these materials to present bioactive signals to surrounding cells. Glycosaminoglycans (GAGs) are negatively charged, unbranched polysaccharides that constitute a substantial part of the ECM in various tissues and play an important role in maintaining tissue integrity. Therefore, mimicking GAGs presents a suitable means for modulating cell behavior and especially lineage commitment in stem cells. In this work, I describe the design and synthesis of several bioactive, three dimensional (3D) GAG-mimetic peptide amphiphile hydrogels for in vitro stem cell differentiation and in vivo pancreatic islet transplantation. In Chapter 1, I detail the extracellular environment of tissues and the importance of GAGs in maintaining cell and tissue function. In Chapter 2, I describe the in vitro experiments involving the effects of sulfonation and the presence of glucose units on the differentiation of mesenchymal stem cells. In Chapter 3, I utilize a heparin-mimetic PA to increase the survival of pancreatic islets transplanted into the rat omentum, and demonstrate that increased angiogenesis results in enhanced survival. Lastly, in Chapter 4, I summarize my results and describe the course of future experiments for the artificial regeneration of tissues through peptide amphiphile networks.
Benzer Tezler
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
