Geri Dön

Effects of integrin binding peptides andlow level laser therapy on scaffold free vascularized bone microtissue regeneration

İntegrin bağlayıcı peptidlerin ve düşük seviyeli lazer terapisinin doku iskelesiz vaskülerize kemik mikrodoku rejenerasyonuna etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 744792
  2. Yazar: ZİYŞAN BUSE ÇEVİK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. OZAN KARAMAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Doku iskelesiz Mikrodokular (SFM), Vaskülerize Kemik Mikrodokusu, İntegrin Bağlayıcı Peptitler, Düşük Seviyeli Lazer Tedavisi (LLLT), Peptit ve LLLT ile Kombine Tedavi, Osteojenik Farklılaşma, Kemik Rejenerasyonu, Scaffold Free Microtissues (SFMs), Vascularized Bone Microtissue, Integrin Binding Peptides, Low Level Laser Therapy (LLLT), The Combined Therapy with Peptide and LLLT, Osteogenic Differentiation, Bone Regeneration
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 203

Özet

Kemik doku mühendisliği (BTE) kemiğin hasar görmesi ve kırılması durumunda kemik rejenerasyon kapasitesini geliştirmeyi amaçlamaktadır. Geleneksel tek tabakalı hücre kültürü, BTE stratejilerinin öncül çalışmalarının araştırılması için hala yaygın olarak kullanılan bir teknik olmasına rağmen hücresel tepkilerin ve rejenerasyon kapasitelerinin ölçülmesinde yetersiz olabilmektedir. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için doku iskelesi içermeyen mikro dokular (3D SFM'ler) geliştirilmiştir. Bu platform, hücre-hücre veya hücre-hücre dışı matriksin (ECM) düzenlenmesi açısından in vivo koşulları taklit etmekte ve ortak kültür oluşumunda maksimum hücre-hücre etkileşimine katkıda bulunmaktadır. Bunlar göz önüne alındığında, çalışmanın ilk bölümü insan kemik mezenkimal kök hücresi (hBMSC) ve insan göbek kordonu damar endotel hücresi (HUVEC) ile kokültür yapılarak vaskülarize kemik benzeri yapının oluşturulmasını amaçlamıştır. Çap ölçümü, canlı&ölü boyama yapılarak SFM 'lerin hücre çoğalması ve canlılığı doğrulanmıştır. Vasküler potansiyeli ise qPCR da Ve-cadherin, PECAM ve VEGF gen ifadeleriyle ve VEGF immünofloresan boyamasıyla analiz edilmiştir. hBMSC:HUVEC kokültürünün, hBMSC ve HUVEC'lerin proliferasyonunu, canlılığını arttırdığı ve kemik benzeri SFM'lerin vaskülarizasyonunu desteklediği bulunmuştur. İkinci kısmda, integrin bağlayıcı peptitlerin (IKVAV, RGD ve YIGSR) vaskülarize kemik SFM'lerindeki etkileri ve osteojenik potansiyelleri incelenmiştir. İntegrin bağlayıcı peptidlerin farklı konsantrasyonlarının (0.5 mM, 1 mM, and 2 mM) etkileri çap ve canlılık analizi, osteojenik farklılaşma analizi (DNA, ALP Aktivitesi ve Kalsiyum miktarı) ve qPCR'da osteojenik belirteç ifadelerinin analizi (ALP, kollajen ve osteopontin mRNA gen ifadeleri) ile ölçülmüştür. 1 mM RGD peptidinin, IKVAV ve YIGSR gruplarına ve RGD'nin 0.5 mM ve 2 mM konsantrasyonlarına göre proliferasyonu, canlılığı, ve osteojenik farklılaşmayı daha fazla desteklediği bulunmuştur. Üçüncü kısım, rehber niteliğinde bir çalışma, düşük seviyeli lazer tedavisinde (LLLT) (655 nm ve 808 nm dalga boyunda ve 1, 3 ve 5 J/cm2 enerji yoğunluklarında) osteojenik farklılaşmayı indüklemek için, yara modeli, ROS ve ATP sentezi, NO salınımı, sıcaklık ölçümü ve osteojenik farklılaşma analizleriyle hBMSC:HUVEC tek tabakalı hücre kültüründe optimal ışık parametreleri araştırılmıştır. Tek tabakalı kültürde LLLT 'ye bağlı NO salınımı ve ATP sentezi gözlemlenmiştir. En yüksek osteojenik farklılaşmayı 655 nm ve 808 nm dalga boylarının 5 J/cm2 enerji yoğunluğu göstermiştir. Dördüncü bölümde, SFM 'lerin hücre canlılığı, çap ölçümleri, ROS ve ATP sentezi, NO salınımı, sıcaklık ölçümü, osteojenik farklılaşma analizleri ve osteojenik marker ifadeleri aynı LLLT parametreleri (655 nm ve 808 nm dalga boyunda ve 1, 3 ve 5 J/cm2 enerji yoğunluklarında) ile analiz edilmiştir. 655 nm dalga boyunda 1 J/cm2 enerji yoğunluğu ve 808 nm dalga boyunda 5 J/cm2 enerji yoğunluğu, ROS ve ATP üretimi ve NO salınımıyla diğer deney gruplarına göre daha yüksek osteojenik potansiyel sergilemiştir. Son kısımda, peptitlerin (1 mM RGD) ve LLLT uygulamasının (655 nm dalga boyunda 1 J/cm2 enerji yoğunluğu ve 808 nm dalga boyunda 5 J/cm2 enerji yoğunluğu) en yüksek rejeneratif kapasitiye sahip grupları kombine edilerek hücre canlılığı, çap ölçümleri, ROS ve ATP sentezi, NO salınımı analizleri, osteojenik farklılaşma ve osteojenik gen ekspresyon analizleri yapılmıştır. Kombinasyon terapi (özellikle 1 mM RGD ve 655 nm dalga boyunun 1 J/cm2 enerji yoğunluğu), sadece RGD veya sadece LLLT gruplarına göre SFM'lerin rejenerasyonunu arttırmıştır. SFM'lerdeki hem peptit hem de LLLT uygulamaları, in vivo benzerliği nedeniyle çoğalma, canlılık ve farklılaşma gibi kök hücre davranışlarını düzenlemiş ve arttırmıştır. Bununla birlikte, kombine terapi, sadece peptit ve sadece LLLT uygulamalarına göre daha yüksek kemik rejenerasyonu sağlamıştır.1 mM RGD ve 655 nm dalga boyunun 1 J/cm2 enerji yoğunluğunun kombinasyonunun klinik deneylerde kullanılabilecek potansiyel bir uygulama olacağı öngörülmektedir.

Özet (Çeviri)

Bone tissue engineering (BTE) targets to develop bone regeneration capacity in case of bone damages and fractures. Although traditional monolayer cell culture is a widely used technique for investigation of precursor studies of BTE strategy, it may be insufficient to measure cellular responses and regeneration capacities. Scaffold free microtissues (3D SFMs) have been developed to overcome these disadvantages. The platform mimics in vivo conditions in terms of arrangement of cell-cell or extracellular matrix (ECM) and contribute to maximum cell-cell interaction in co-culture formation. Considering all these, the first part of the study aimed to create a vascularized bone-like structure by coculture with human bone mesenchymal stem cells (hBMSC) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). The cell proliferation and viability of SFMs were verified by diameter measurement, live and dead staining. The vascular potential of SFMs was analysed by Ve-cadherin, PECAM and VEGF mRNA gene expressions in qPCR and VEGF immunofluorescence staining. It was found that the coculture of hBMSC:HUVEC increased the proliferation, viability of hBMSC and HUVECs, and supported vascularization potential of bone like SFMs. In the second part of the study, the effect and osteogenic potential of integrin-binding peptides (IKVAV, RGD and YIGSR) on vascularized bone SFMs were investigated. The effects of different concentrations (0.5 mM, 1 mM, and 2 mM) of integrin binding peptides were examined through diameter and viability analysis, osteogenic differentiation analysis (DNA, ALP Activity and Calcium amount) and osteogenic marker expressions (ALP, collagen and osteopontin gene expressions) in qPCR. It was found that 1 mM RGD peptide supported higher proliferation, viability, and osteogenic differentiation than the IKVAV and YIGSR groups and 0.5 mM and 2 mM concentrations of RGD. In the third part, a plot study, the optimal light parameters in low level laser therapy (LLLT) (1, 3 and 5 J/cm2 energy densities at 655 nm and 808 nm of wavelength) were investigated to induce osteogenic differentiation in hBMSC:HUVEC monolayer coculture through scratch assay, ROS and ATP synthesis, NO release, temperature monitoring, and osteogenic differentiation analyses. LLLT-dependent NO release and ATP synthesis were observed in monolayer culture. 5 J/cm2 energy density at 655 nm and 808 nm of wavelength showed the highest osteogenic differentiation. In the fourth chapter, cell viability, diameter measurements, ROS and ATP synthesis, NO release, temperature measurement, osteogenic differentiation analyses and osteogenic marker expressions of SFMs were analysed within the same LLLT parameters (1, 3, and 5 J/cm2 energy densities at 655 nm and 808 nm of wavelength). 1 J/cm2 energy density at 655 nm of wavelength and 5 J/cm2 energy density at 808 nm of wavelength exhibited higher osteogenic potential than the other experimental groups through ROS production, ATP synthesis and NO releasing. In the last part, cell viability, diameter measurements, ROS production and ATP synthesis, NO release analysis, osteogenic differentiation and osteogenic gene expression analysis were performed by combining the groups with the highest regenerative capacity of peptides (1 mM RGD) and LLLT application (1 J/cm2 energy density at 655 nm of wavelength and 5 J/cm2 energy density at 808 nm of wavelength). The combination therapy (particularly 1 mM of RGD and 1 J/cm2 energy density at 655 nm of wavelength) improved regenerative capacity of SFMs rather than only RGD or only LLLT groups. Both peptide and LLLT applications in SFMs regulated and promoted stem cell behaviours such as proliferation, viability and differentiation due to the similarity to in vivo. However, the combined therapy provided higher bone regeneration rather than only peptide and only light applications. It is predicted that the combination of 1 mM RGD and 1 J/cm2 energy density at 655 nm of wavelength group will be a potential application that can be used in the clinical trials.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    600259

    Moleküler modelleme yöntemleri ile ıntegrin inhibitörlerinin tasarlanması

    Design of integrin inhibitors by using molecular modelling methods

    AYŞE BERÇİN BARLAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyomühendislikEge Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL HAKKI AKGÜN

  2. Tez No

    528395

    Antitumor effect of RGD peptide on cancer microtissues

    RGD peptidin kanser mikrodokuları üzerinde antitümör etkisi

    VELİ KAAN AYDIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Biyolojiİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KARAMAN

  3. Tez No

    863449

    Anti-kanser ilaç adayı L-Glu-L-Gln-L-Arg-L-Pro-L-Arg pentapeptidinin moleküler modellemesi ve titreşimsel spektral analizi

    Molecular modelling and vibrational spectral analysis of anti-cancer drug candidate L-Glu-L-Gln-L-Arg-L-Pro-L-Arg pentapeptide

    GÖZDE YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. AYŞEN ÖZEL

    PROF. SEVİM AKYÜZ

  4. Tez No

    424740

    Silostazolün ve pioglitazon spinal kord hasarı yapılan tavşanlarda ADAMTS/agrekanaz gen ekspresyonu üzerine etkisi

    The effects of cilostazol and pioglitazon in spinal cord injury in rabbits on gene expression of ADAMTS/aggrecanase

    YUDUM YARAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    BiyokimyaTurgut Özal Üniversitesi

    Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET NAMUSLU

  5. Tez No

    493309

    Heparin bağlayıcı epidermal büyüme faktörünün implantasyonun adezyon aşamasına etkilerinin in vitro incelenmesi

    In vitro investigation of effects of heparin binding epidermal growth factor-like growth factor on adhesion stage of implantation

    BURCU BİLTEKİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Histoloji ve Embriyolojiİstanbul Üniversitesi

    Histoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖZDE ERKANLI ŞENTÜRK

Geri Dön