İn-vitro hepatik organoid modelinin geliştirilmesi
Development of in-vitro hepatic organoid model
- Tez No: 521409
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞERİFE ESRA ERDAL BAĞRIYANIK, PROF. DR. NUR ARSLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Endokrinoloji ve Metabolizma Hastalıkları, Genetik, Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları, Endocrinology and Metabolic Diseases, Genetics, Child Health and Diseases
- Anahtar Kelimeler: Organoid, UPKH, Sitrulinemi, Organoid, İPSC, Citrullinemia
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Kanserden metabolizma hastalıklarına kadar karaciğer ilintili hastalıkların modellenmesi ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesi önündeki en büyük engel hepatositlerin hücre kültürü ortamında verimli bir şekilde çoğaltılamamasıdır. Son yıllarda gelişim biyolojisi araştırmalarından öğrenilen bilgiler, embriyonik kök hücre (EKH) yada uyarılmış kök hücre gibi pluripotent hücrelerden (UPKH) in vitro koşullarda karaciğer hücrelerine farklılaştırma protokollerinin temelini oluşturmuştur. Ancak halen önemli sorun 2 boyutlu (2D) üretilebilen hepatositlerin yeterince işlevsel matür hepatosite benzememesidir. Bu noktada, hücre-hücre ve/veya hücre-matriks bağlantıları gibi çevresel faktörleri gerçeğine daha yakın olduğu, 3 boyutlu (3D) hücre kültürü modelleri önem kazanmıştır. Bu tez kapsamında, epizomal yeniden programlama ile elde edilen sağlıklı insan UPKH'lerden ilk olarak 2D ve sonrasında 3D organoid kültürü yapılarak hepatositler elde edildi ve her aşamada hücrelerin in vitro ve in vivo koşullarda karakterizasyonu yapıldı. 3D hepatosit organoidleri elde etmek için, UPKH'ler önce endoderme farklılaştırıldı ve akım sitometri aracılığıyla ayrımlanan EpCAM+ endoderm hücrelerinden, Huch's protokolünde kullanılan çeşitli büyüme faktörleri içeren expansiyon ortamı kullanılarak matrijel içerisinde organoid yapıları oluşturulması sağlandı. Son olarak organoidler yine uygun koşullarda hepatosite farklılaştırıldı. Endoderm kaynaklı hepatik organoidler (eHEPO)'in üretimi için ilk kez bu çalışma kapsamında geliştirilen yöntem, sonrasında bir üre döngüsü kalıtsal hastalığı olan ve argininosüksinat sentaz (ASS1) enzim eksikliğinden kaynaklanan Sitrulinemi Tip I'in modellemesi için kullanıldı. Sitrülinemi hastalarından elde edilen organoidler sağlıklı insanlardan elde edilen organoidlere göre, hastalığın patofizyolojisindekinin aynı şekilde amonyak eliminasyonunu gerçekleştiremediler ve mutasyon içermeyen ASS1 geni hasta kaynaklı organoidlerde aşırı eksprese edildiğinde fenotipin geriye döndüğü tespit edildi. Sonuç olarak bu çalışma ile ilk kez sitrüllinemi hastalığı için hastaya özgü UPKH'lerden karaciğer organoidlerinin oluşumu ortaya konulmuştur. Bu kişiselleştirilmiş UPKH-türevli organoid kültürleri, hastalık modelleme, ilaç taraması, rejeneratif tıpta kullanılma potansiyeline sahiptir.
Özet (Çeviri)
The biggest obstacle to modeling and the development of treatment strategies for liver-related diseases from cancer to metabolic diseases is that hepatocytes can not replicate efficiently in the cell culture. In recent years, knowledge learned from developmental biology research has been the basis of in-vitro differentiation protocols to produce liver cells from pluripotent cells such as embryonic stem cell (ESC) or induced pluripotent stem cells (iPSC). However, the current problem is that two dimension (2D) hepatocytes are not functionally equivalent to primary hepatocytes. At this point, three-dimensional (3D) cell culture models have become more important because environmental factors such as cell-cell and/or cell-matrix interaction are similar to tissue. In this thesis, healthy human iPSCs obtained by episomal reprogramming and hepatocytes were generated by using 2D and 3D organoid culture systems. The cells were characterized in vitro and in vivo conditions at each step. To acheive 3D hepatic organoids, iPSCs were first differentiated into endoderme and FACS purified EpCAM+ cells of endoderm step were used to establish organoid by using an expansion medium containing various growth factors used in the Huch's protocol. Finally, the organoids were differentiated toward mature hepatocytes under appropriate conditions. Organoids from citrullinemia-derived iPSCs exhibited phenotypes such as increased ammonia and citrulline accumulation, similar to the disease pathology observed in patients. These phenotypes could be rescued by ectopic expression of the wild-type ASS1 gene in patient derived organoids. Thus, in this study, we report for the the first time the generation of liver organoids from patient-specific human iPSCs for citrullinemia disease. These personalized iPSC derived-organoid cultures have the potential to be utilized in disease modeling, drug screening, personalized and regenerative medicine.
Benzer Tezler
- Engineering beta-cell organoids for the treatment of type 1 diabetes
Tip 1 diyabet tedavisi için beta hücrelerinden oluşan organoitlerin geliştirilmesi
YASEMİN İNCEOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
- Pluripotent stem cell (IPSCs)-derived hepatic organoids for modeling liver cancer
Karaciğer kanserinin modellenmesinde indüklenebilir pluripotent kök hücre (IPSCs) kaynaklı hepatik organoidler
MUSTAFA KARABİÇİCİ
Doktora
İngilizce
2022
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE ESRA ERDAL BAĞRIYANIK
- İn vitro hepatik oksidatif hasarda carvacrol'ün etkinliğinin araştırılması
Investigation of the efficacy of carvacrol in in vitro hepatic oxidative damage
MERYEM NUR ATABAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiBiyokimya (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET MUSTAFA İŞGÖR
- İnsan hepatoselüler karsinoma (HEPG2) hücre hattında sfingozin-1-fosfat (S1P) reseptör modülatörü fingolimod'un ın vitro toksik etkilerinin araştırılması.
In vitro investigation of the toxicological mechanisms of fingolimod in HepG2 cells
AYŞENUR BİLGEHAN
Doktora
Türkçe
2024
Farmasötik Toksikolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜL ÖZHAN
- Timokinonun endoplazmik retikulum stresi etkisinin in vitro olarak araştırılması
In vitro evaluation of the effect of thymoquinone on endoplasmic reticulum stress
MUHAMMED ÇELEBİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyokimyaVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiBiyokimya (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMİHA DEDE