Development of 3D microfluidic platform in vitro disease modelling of macular corneal dystrophy
Maküler kornea distrofisinin mikroakışkan platform içerisinde in vitro hastalık modellenmesi
- Tez No: 734569
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNAN GÜVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Mikroakışkan, Hastalık Modeli, Nadir Hastalık, Maküler Korneal Distrofi, Microfluidics, Disease Modelling, Rare Disease, Macular Corneal Dystrophy
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: İzmir Uluslararası Biyotıp ve Genom Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Kornea avasküler yapısıyla gözün dış kısmını korurken kırınım ve şeffaflık sağlayarak da görmeye yardımcı olur. Bu benzersiz doku yapısı glikozaminoglikan (GAG) ve kolajenden oluşan birliktelikle gözün dış kısmının sertliğini arttırmaktadır. Kornea distrofileri korneada bazı anomalilere sebep olan çoğunlukla nadir kalıtsal hastalıklardır. Maküler kornea distrofisi (MKD), N-asetilglukosamin-6-sülfotransferaz enzimini kodlayan CHST6 genindeki mutasyonlar nedeniyle oluşan anormal proteoglikan sentezinin görüldüğü otozomal resesif kalıtılan bir hastalıktır. Stroma keratositlerinde glikozaminoglikanların birikmesi korneada opaklaşmaya ve bu da görme bozukluğuna yol açar. MKD hastalığında korneanın yeniden şekillenmesinde görevli matriks metalloproteinaz (MMP) ailesinden ekstraselüler matrikte bulunan MMP1 ve MMP13 ün azaldığı gözlemlenmiştir. Güncel klinik yaklaşımlar daha çok nüks risklerinin elimine edilemediği kornea transplantasyonları üzerinedir. Bu çalışmada MKD'yi in vitro bir platformda oluşturarak mikroakışkan tekniklere hastalık modellemesi ve alternatif tedavi yaklaşımı olarak MMP enzimlerinin denenmesinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Primer insan kornea hücreleri izole edilerek, korneanın biyokimyasal ve mekanik özelliklerini taklit eden kolajen, polietilen glikol ve 2-metakriloiloksietil fosforil kolinden oluşan biyomühendislik ürünü bir hidrojel üzerine ekilmiştir. Hücre ekili hidrojeller, göz içi basıncına benzer dinamik koşullar sağlayan polimetil metakrilat (PMMA) ve polidimetilsiloksandan (PDMS) oluşan mikroakışkan çip yapısında sürekli laminer akış altında kültür edilmiştir. Uzun süreli kültür süresiyle 3′-fosfoadenosin-5′-fosfosülfatın (PAP'lar) kimyasal bir inhibitörü olan sodyum klorat kullanılmış ve sülfatlaşma inhibisyonunu sağlanmıştır. MKD ile ilişkili moleküler yanıtlar gen seviyesinde değerlendirilmiştir. Biyomühendislik teknikleri kullanılarak oluşturulan bu örnek hastalık modeli, MKD'nin daha iyi anlaşılması ve klinikte de kullanılabilecek alternatif yaklaşımların geliştirilmesi için uygun bir platform olacaktır.
Özet (Çeviri)
Cornea is an avascular structure that provides refraction, transparency, and protects the eye's anterior part. Collagen generates a unique tissue structure that promotes physical qualities and strengthens the rigidity of the outer eye. Corneal dystrophies are rare hereditary diseases that produce corneal defects. Macular corneal dystrophy (MCD) is an autosomal recessively inherited condition in which mutations in the CHST6 gene, which codes for the enzyme N-acetylglucosamine-6-sulfotransferase, induce aberrant proteoglycan production. Corneal opacity is caused by the accumulation of glycosaminoglycans among stroma keratocytes, resulting in visual impairment. MMP1 and MMP13 from the matrix metalloproteinase (MMP) family, which are involved in corneal remodeling, have been found to be reduced in the extracellular matrix in MCD disease. Current clinical methods are mostly focused on corneal transplants, which do not eliminate the risk of recurrence. Here, we create a dynamic microfluidic platform to test an alternate treatment technique that includes MMP enzyme therapy in an in vitro model of MCD. Primary human corneal cells were extracted and planted on a hydrogel made up of mainly collagen which mimicked the biochemical and mechanical properties of the cornea. The cells were cultivated in a microfluidic platform in continuous laminar flow under dynamic conditions. We demonstrate that imitating sulfation inhibition using sodium chlorate, a pharmacological inhibitor of 3′-phosphoadenosine-5′-phosphosulfate (PAPs), results in long-term cell survival and MCD (-) related molecular responses at the gene level. The bioengineered example disease model will be a good platform for learning more about MCD and creating new treatments in clinics.
Benzer Tezler
- Üç boyutlu organoid kültür temelli çip-üstü-rett sendromu modeli geliştirilmesi
Development of three dimensional organoid culture based rett syndrome-on-a-chip model
PELİN SAĞLAM METİNER
Doktora
Türkçe
2024
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
PROF. DR. ŞERİFE ESRA ERDAL BAĞRIYANIK
- Development of 3d biomimetic platform for cornea organoid culture through tissue engineering approaches
Doku mühendisliği yaklaşımı ile kornea organoid modellerinin geliştirilmesine yönelik 3b biyomimetik platform geliştirilmesi
EMİNE KAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyomühendislikDokuz Eylül ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN GÜVEN
- Biyomalzeme ve kök hücrelerden 3 boyutlu doku iskelelerinin oluşturulmasında mikroakışkan ve biyotekstil teknikleri kullanılarak mikromimari ve hücresel aktivite kontrolünün sağlanması
Control of microarchitecture and cellular activity by using microfluidics and biotextile techniques for development of 3D tissue scaffolds from biomaterials and stem cells
CEREN ÖZEL
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiDisiplinlerarası Kök Hücre Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN AVCI
- Lab-on-a-chip devices with patterned hydrogels: Engineered microarrays for biomolecule fractionation, organ-on-chip and desalination
Başlık çevirisi yok
BURCU GÜMÜŞCÜ
Doktora
İngilizce
2016
Bilim ve TeknolojiUniversity of TwentePROF. DR. ALBERT VAN DEN BERG
PROF. DR. JAN C. T. EIJKEL
- Development of an aprotinin-based novel nano-bioconjugate utilizing microfluidics via 3D cancer spheroid models
3D kanser sferoid modelleri aracılığıyla mikroakışkanlar kullanılarak aprotinin tabanlı yeni bir nano-biyokonjugatın geliştirilmesi
FAIQA NAZIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. GÜRKAN YEŞİLÖZ
DOÇ. DR. AMIRHOUSHANG BAHRAMI