Multiplexed and micropatterned 3 Dimensional (3D) GelMA Platform as an in vitro model for Oligodendrogenesis
Oligodendrojenez modellemesi için 3 Boyutlu (3B) çoklu ve mikropaternli GelMA Platformu
- Tez No: 846437
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞADİYE EMEL SOKULLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Moleküler Tıp, Nöroloji, Bioengineering, Molecular Medicine, Neurology
- Anahtar Kelimeler: Oligodentrosit, oligodendrojenez, 3B- Hidrojel Model, GelMA, miyelinizasyon, Oligodendrocytes, oligodendrogenesis, 3D-hydrogel Model, GelMA, myelination
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Miyelinizasyon mekanizmasındaki aksaklıklar, çeşitli bozuklukların gelişimine yol açabilir. Demiyelinizan hastalıkların patogenezini aydınlatmaya yardımcı olmak için güvenilir ve biyolojik olarak mimike edebilen bir in vitro miyelinizasyon ve oligodendrojenez modeline ihtiyaç vardır. Oligodendrojenez ve miyelinizasyon, ekstrasellüler matris (ESM) bileşenlerinin fonksiyonuna son derece bağlıdır. Biyomalzemelerdeki son ilerlemeler, hidrojellerin merkezi sinir sistemi (MSS) ESM'sini taklit etme potansiyeline sahip olduğunu gösterdi. Hidrojellerin özelliklerinin, oligodendroglial (OL) hücrelerinin diferansiyasyonunu ve olgunlaşmasını düzenleyip düzenleyemediği ve primer hücrelere veya in vivo modellere ihtiyaç duyulmadan uygun bir model sağlayıp sağlayamadığı henüz belirsizdir. Bu çalışma, farklı UV maruziyet koşulları altında İnsan Oligodendroglioma (HOG) hücrelerinin yaşayabilirlik ve sferoid oluşumu üzerinde multipleks ve mikropaternli bir 3 Boyutlu Jelatin Metakrilat (GelMA) platformunun etkisini incelemekte ve aynı zamanda olgunlaşma durumunu araştırmaktadır. Hem çoğalma hem de sferoid oluşumu, uzun UV maruziyet süreleri ile arttı, bu da ESM dinamiklerinin hücresel davranış üzerindeki önemini göstermektedir. Gün 5'te hücre yaşayabilirliği, 50 saniyelik maruz kalma koşulunda en yüksek oldu. Sferoid oluşumu, 40 ve 50 saniye maruziyet koşullarında gün 5'te belirgin bir şekilde gözlemlendi, sonuncusunun anlamlı bir etki gösterdiği görüldü. GelMA'da kültür, OLIG2, SOX2 ve SOX10 transkripsiyon faktörlerinin; OPC markerlerinin, PDGFRα ve NG2; ve OL markerlerinin CNPase, MBP ve MOG'u indükledi. GFAP ekspresyonu, 3B durumunda tespit edilmedi, ancak 2B kültüre edilmiş hücrelerde izlenebilir şekilde ifade edildi, bu da 3B ortamında astrosit kökeninden kurtuluşun mümkün olabileceğini düşündürmektedir. İmmünoflorasan mikroskopisi, MBP ve MOG'un protein düzeyinde ifadesini doğruladı. Bu sonuçlar, GelMA çevresinin HOG hücrelerinin ekspresyon profili üzerinde düzenleyici bir etkisi olduğunu, kaderlerini OL kökenine doğru değiştirdiğini ima etmektedir. OL genlerinin ekspresyonundaki değişikliklerin 3B bakımına özgü olup olmadığını belirlemek için, UV ve GelMA'nın ayrı bir muamelesi, 2B ortamında kültüre edilmiş HOG hücrelerine uygulandı. Ne UV tedavisi ne de GelMA eklemesi, HOG hücrelerinin ekspresyon profili üzerinde anlamlı değişikliklere neden olmadı. Sonuç olarak, bu platform, oligodendrojenez için dikkate değer bir kültür modeli gibi görünmektedir ve daha fazla araştırmayı hak etmektedir. SH-SY5Y hücrelerinin HOG hücreleri ile ko-kültürü, herhangi bir etkileşimin olup olmadığını görmek amacıyla gerçekleştirildi. SH-SY5Y hücreleri olgun nöronlara diferansiye edilmediği halde, HOG hücreleri ile etkileşimleri belirgindi ve özellikle HOG sferoidlerine yakın birikim gösterdi. Hidrojel içinde olgun nöronlar ve oligodendrosit hücreleri kullanarak yapılacak daha fazla araştırma, platformun miyelinizasyon modeli olarak da hizmet edip edemeyeceğini aydınlatmada yardımcı olabilir.
Özet (Çeviri)
The occurrence of disturbances in myelination can lead to the development of a range of disorders. A reliable and biologically mimicking in vitro model of oligodendrogenesis is of necessity to aid in elucidating the pathogenesis of demyelinating diseases. Oligodendrogenesis and myelination are highly dependent on the function of extracellular matrix (ECM) components. The recent advancements in biomaterials illustrated that hydrogels have tremendous potential to mimic the ECM of central nervous system (CNS). It remains elusive whether the characteristics of hydrogels can manage to regulate the differentiation and maturation of oligodendrocyte (OL) lineage cells and provide a suitable model without the need for primary cells or in vivo models. Here, this study examines the impact of a multiplexed and micropatterned 3 Dimensional (3D) Gelatin Methacrylate (GelMA) platform on the viability, and spheroid formation of Human Oligodendroglioma (HOG) cells under different UV exposure conditions, while also exploring the maturation status. Both proliferation and spheroid formation were enhanced with prolonged UV exposure durations, illustrating the importance of ECM dynamics on cellular behaviour. The cell viability on day 5 was the greatest at 50 seconds of exposure condition. The formation of spheroids was discernibly observed on day 5 at exposure conditions of 40 and 50 seconds, with the latter showing a notable effect. Maintenance in GelMA induced the mRNA expression of transcription factors OLIG2, SOX2 and SOX10; OPC markers PDGFRα and NG2; and OL markers CNPase, MBP, and MOG. The expression of GFAP was not detected in the case of 3D whereas it was found to be traceably expressed in 2D cultured cells, suggesting a possible rescue from astrocyte lineage in 3D. Immunofluorescence microscopy confirmed the expression of MBP and MOG at the protein level. These results imply the regulatory effect of the GelMA environment on the expression profile of HOG cells, altering their fate towards OL lineage. To ascertain whether alterations in the expression of OL genes are exclusive to 3D maintenance, a separate treatment of UV and GelMA was applied to HOG cells cultured in a 2D environment. Neither UV treatment nor GelMA addition made significant changes on the expression profile of HOG cells. In conclusion, this platform appears to be a noteworthy culture model for oligodendrogenesis, warranting further investigation. Coculture of SH-SY5Y cells with HOG cells was conducted to see if any interaction would occur. Although SH-SY5Y cells were not differentiated into mature neurons, their interaction with HOG cells was evident, leading to accumulation near HOG spheroids with the latter crosslinking exhibiting a notable effect. Further investigation with the usage of mature neurons and oligodendrocyte lineage cells within the hydrogel may aid in enlightening whether the platform also serve as a model for myelination.
Benzer Tezler
- Blok-kopolimer filmlerin ve nanopartiküllerin mikroakışkan kalıplamayöntemiyle desenlenmesi
Patterns of block-copolymer films and nanoparticles fabricated by microfluidic molding
HASAN HÜSEYİN İPEKCİ
Doktora
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
- Laguerre Gauss ışınlarının optik haberleşme sistemlerinde kullanımı
Usage of Laguerre Gaussian beams in optical communication systems
İBRAHİM YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErzurum Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞLAR DUMAN
- Mikrobilgisayar denetimli konuşma şifreleyicisi
Başlık çevirisi yok
HATİCE ULUŞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EMİN AKATA
- Yumurtalık (over) kanserinin teşhisine yönelik miRNA tabanlı elektrokimyasal nanobiyosensör geliştirilmesi
Development of miRNA based electrochemical nanobiosensors for the diagnosis of ovarian cancer
EZGİ KIVRAK
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiBiyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PINAR KARA
- Oksidatif stres belirteçlerinin ve hyaluronik asitin koroner arter hastalığının anjiografik yaygınlık ve ciddiyeti ile ilişkisi
The relationship of oxidative stress markers and hyaluronic acid to angiographic extent and severity of coronary artery disease
ÖZGE ÖZSAÇMACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyokimyaGazi ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BİLGİHAN