Design of biomimetic extracellular matrix to improve pancreatic islet engraftment
Pankreatik adacık engrafmanını iyileştirmek için biyomimetik hücre dışı ortam dizayn edilmesi
- Tez No: 473027
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biology, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 185
Özet
Pankreatik adacık nakli, tip 1 diyabet (T1D) için umut verici bir tedavi olarak geliştirilmiştir ve beta hücrelerinin nakil sonrası vücut tarafından kabul edilmesi klinik terapini başarısını belirlemektedir. Fakat adacık nakli klinik uygulanması hala ömür boyu immünosupresif ilaç kullanımı ve normoglisemiye ulaşmak için gerekli olan adacık sayısının yetersiz oluşu ile sınırlıdır. Bu çalışmada, insülin salgılama fonksiyonu ve immünoregülatör potansiyeli desteklemek için mesenkimal kök hücre (MSC) ve RGDS ile IKVAV gibi doğal hücre dışı ortam taklidi peptitler ve insülinotropik peptit (GLP-1) ekleyerek hidrojellerin biyokimyasal ve biyofiziksel özelliklerini uygun hale getirdik. Adacıkların MSCler ve/veya peptitlerle birlikte enkapsüle edilmesi kontrole kıyasla insülin salgılamada belirgin artışlara katkıda bulunmuştur. Sitokinlerin tüm zararlı etkileri tamamen önlenemese de serbest ve PEG hidrojel içinde olan MIN6-MSC hücre kümelerinde proinflamatuvar sitokinlere karşı koruma gözlemledik. Adacık mikro-ortamının biyofiziksel özelliklerini uygun hale getirmek için insülin salgılayan beta hücre kümeleri için özgün nano-kalınlıkta kaplama yöntemi geliştirdik. Sallanan damlacık yöntemi ile yalancı adacık olarak hazırlanan bu hücre kümeleri toksik polimer öncesi solüsyonlar kullanılmadan fizyolojik olarak uyumlu ortam kullanılarak art arda nanojel katmaları ile kaplanmıştır. Kaplanan bu yalancı adacıkların canlı olduğu ve insülin salgılamak için fonksiyonel olduğu belirlenmiştir. Ek olarak CHPOA nanojellerin biyo-uyumluluğunu CD1 farelerde subkütan nakil ile teyit ettik. Bu çalışma ümit vericidir ve tamamen fizyolojik koşullar altında ileri düzeydeki fonksiyonel malzemeler ile insülin salgılayan adacıkların kaplanmasında yeni olanaklar sunmaktadır ve hücre nakli teknolojisinin klinik uygulaması ve özellikle T1D tedavisi için daha uzun süre fonksiyon gösteren adacıklara katkıda bulunacaktır.
Özet (Çeviri)
Pancreatic islet transplantation has emerged as a promising treatment for type 1 diabetes (T1D) and engraftment of beta cells after transplantation determines the success of clinical setting. However, clinical application of islet transplantation is still limited by life-long use of immunosuppressive drugs and insufficient number of islets to achieve normoglycemia. In this study, we tailored biochemical and biophysical properties of hydrogels to promote insulin secretion function and immunoregulatory potential through incorporation of mesenchymal stem cells (MSCs) and natural extracellular matrix mimetic peptides such as RGDS, IKVAV and insulinotropic peptide (GLP-1). Co-encapsulation of islets with MSCs and/or peptides contributed to significant increases in insulin secretion compared to control. Although deleterious effects of cytokines were not completely inhibited, we observed that protection against pro-inflammatory cytokines can be achieved in free and PEG hydrogel encapsulated MIN6-MSC heterospheroids. To tailor biophysical properties of islet microenvironment, we developed unique type of nano-thin coating for insulin secreting beta cell aggregates. These aggregates which were prepared as pseudoislets through hanging drop method were coated with sequential layers of nanogels using physiologically compatible medium without toxic prepolymer solutions. These coated pseudoislets were determined as viable and functional for insulin secretion. We also confirmed in vivo biocompatibility of CHPOA nanogels through subcutaneous transplantation into CD1 mouse. This study is promising and offers new opportunities through coating of insulin secreting islets with advanced functional materials under completely physiological conditions and will contribute to longer functional islets for clinical translation of cell transplantation technology and particularly for the treatment of T1D.
Benzer Tezler
- Developing peptide modified novel bioactive materials for bone tissue engineering applications
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için peptit ile modifiye edilmiş özgün biyoaktif malzemelerin geliştirilmesi
GÜNNUR PULAT
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OZAN KARAMAN
- Çinko nanotanecik içeren polimer nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of polymer nanocomposite materials incorporated zno nanoparticles
ALEV AKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK OSKAY
- Kemik doku mühendisliğine yönelik biyomimetik iskelelerin tasarımı ve osteositler üzerine indüktif etkisinin incelenmesi
Design of biomimetic scaffolds for bone tissue engineering and investigation of inductive effect on osteocytes
KIYMET NURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyokimyaKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY EMİN
DOÇ. DR. AYSEL KOÇ DEMİR
- Osteo-mimetik kültür ortamı tasarımı ile kemik iliği mezankimal kök hücrelerinin osteojenik farklılaşma kapasitesinin artırılması
Increasing osteogenic differentiation capacity of bone marrow mesenchymal stem cells by design of osteo-mimetic culture environment
ELİT ÖZELÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
11111Kastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURAY EMİN
- Constructing peptide (GEPI)-protein molecular hybrids by using genetic engineering methods for materials and medical applications.
Malzeme ve medikal uygulamalar için gen mühendisliği yoluyla peptid (GEPI)-protein hibritlerin oluşması.
DENİZ ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2011
Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA