İnsan keratinositleri ile oluşturulan In Vitro yara iyileşmesi modeline göbek kordonu mezenkimal kök hücre eksozomlarının ve hiperglisemik ortamın etkileri
The effects of umbilical cord mesenchymal stem cell exosomes and hyperglycemic environment on an In Vitro wound healing model created with human keratinocytes
- Tez No: 937751
- Danışmanlar: PROF. DR. NERMİN YELMEN, DR. AYKUT ORUÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizyoloji, Physiology
- Anahtar Kelimeler: Eksozom, Hiperglisemik ortam, Yara iyileşmesi, Diyabet, Keratinosit, Exosome, Hyperglycemic environment, Wound healing, Diabetes, Keratinocyte
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Akut ve kronik yaraların iyileştirilmesinde, hem geleneksel hem de rejeneratif tedavi yöntemleri tercih edilir. Akut yaraya kıyasla, kronik yara tedavi sürecinin daha uzun ve zorlu olması rejeneratif yaklaşımlara kapı açar. İyileşme bozukluğu ile karakterize diyabetik yaralar, kronik yapıları ve karmaşıklıkları nedeniyle klinik tedavi aşamasında zorluk teşkil eder. Başlangıçta canlı hücre uygulamasını içeren rejeneratif tedavi yöntemleri, zamanla geliştirilerek günümüzde yalnızca hücresel ajanların kullanıldığı 'hücresiz tedavi' düzeyine ulaşmıştır. Hücreler tarafından salgılanan ekstraselüler veziküllerin bir türü olan eksozomlar, kaynaklandıkları hücrenin ana parakrin özelliklerini taşır ve zengin hücresel materyal içerikleri sayesinde migrasyon ve proliferasyon gibi yara iyileşmesine dahil olan fizyolojik mekanizmaları tetikleme özelliklerine sahiptir. Çalışmamızda hiperglisemik ve normoglisemik ortamlarda kültürlenen insan keratinosit hücre hattı (HaCaT) ile oluşturulan çizik yara modeli üzerinde insan göbek kordonu kaynaklı mezenkimal kök hücre eksozomlarının (hUC-MSC-Exo) yara iyileştirici etkileri in vitro ortamda incelendi. HaCaT yara modeline hUC-MSC-Exo uygulaması sonucunda hem normoglisemik hem de diyabetik ortamı taklit eden hiperglisemik gruplarda artan hücresel canlılık oranı; migrasyon ve proliferasyon olayları, bozulmuş yara iyileşmesiyle ilişkilendirilen fizyolojik mekanizmalarda görevli trombospondin 1 (TSP-1), BPAG1e (BP230) ilişkili distonin, interlökin 8 (IL-8) ve hidroksiprolin (Hyp) düzeyleri ELISA ile analiz edildi. Oksidan/antioksidan oranını gösteren malondialdehit (MDA) ve glutatyon (GSH) düzeyleri ise biyokimyasal olarak analiz edildi. hUC-MSC-Exo uygulamasının, in vitro yara iyileşmesini normoglisemik ve hiperglisemik ortamlarda zaman-doz bağımlı olarak hızlandırdığı belirlendi. 25 milyon partikül/mL ve 50 milyon partikül/mL hUC-MSC-Exo konsantrasyonlarının hücrelerde metabolik aktiviteyi artırdığı, bu konsantrasyonlar aşıldığında metabolik aktivitenin etkilenmediği, normoglisemik ve hiperglisemik ortamlarda 25M p/ml hUC-MSC-Exo dozunun zamana bağlı olarak en etkili/ideal doz olduğu saptandı. Hem normoglisemik hem de hiperglisemik gruplarda hUC-MSC-Exo uygulamasının kontrol gruplarına kıyasla keratinosit migrasyonunu, yara kapanma oranını; BP230, TSP-1 ve Hyp düzeylerini artırırdığı gözlendi. Bu artıştan hUC-MSC eksozomlarının keratinositlerde çeşitli hücresel sinyal yolakları ve büyüme faktörü sentezlerini uyararak, aynı zamanda içerdiği metabolik düzenleyiciler aracılığıyla yaptığı saptandı. Çalışmamızda aynı zamanda, hem normoglisemik hem de hiperglisemik gruplarda keratinositlerden akut dönemde IL-8 sentezini uyararak yara iyileşmesinin inflamatuar fazını tetiklediği, kronik dönemde ise düşürerek yara iyileşmesinin proliferatif evresine katkı sağladığı belirlendi. Çalışmamızda diyabette bozulmuş yara iyileşmesiyle ilişkili patofizyolojik mekanizmalarda yer alan moleküllerin rolünü hUC-MSC-Exo tedavisi ile birlikte açıklamaya çalıştık.
Özet (Çeviri)
Both conventional and regenerative treatment modalities are preferred for the treatment of acute and chronic wounds. Compared to acute wounds, the chronic wound treatment process is longer and more challenging, opening the door to regenerative approaches. Diabetic wounds, characterized by impaired healing, pose a challenge in the clinical treatment phase due to their chronic nature and complexity. Regenerative treatment methods, which initially included the application of living cells, have been developed over time and have reached the level of 'cell-free treatment' where only cellular agents are used today. Exosomes, a type of extracellular vesicles secreted by cells, carry the main paracrine properties of the cell from which they originate and have the ability to trigger physiological mechanisms involved in wound healing such as migration and proliferation thanks to their rich cellular material content. In our study, the wound healing effects of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cell exosomes (hUC-MSC-Exo) on the scratch wound model created with human keratinocyte cell line (HaCaT) cultured in hyperglycemic and normoglycemic environments were examined in vitro. Increased cellular viability rate in both normoglycemic and hyperglycemic groups mimicking diabetic environment as a result of hUC-MSC-Exo application to HaCaT wound model; migration and proliferation events, thrombospondin 1 (TSP-1), BPAG1e (BP230) related dystonin, interleukin 8 (IL-8) and hydroxyproline (Hyp) levels involved in physiological mechanisms associated with impaired wound healing were analyzed by ELISA. Malondialdehyde and glutathione levels, which indicate the oxidant/antioxidant ratio, were analyzed biochemically. It was determined that hUC-MSC-Exo administration accelerated in vitro wound healing in normoglycemic and hyperglycemic environments in a time-dose dependent manner. 25 million particles/mL and 50 million particles/mL hUC-MSC-Exo concentrations increased metabolic activity in cells, metabolic activity was not affected when these concentrations were exceeded, and 25M p/ml hUC-MSC-Exo dose was found to be the most effective/ideal dose in normoglycemic and hyperglycemic environments in a time-dependent manner. In both normoglycemic and hyperglycemic groups, hUC-MSC-Exo administration increased keratinocyte migration, wound closure rate, BP230, TSP-1 and Hyp levels compared to control groups. This increase was attributed to hUC-MSC exosomes stimulating various cellular signaling pathways and growth factor synthesis in keratinocytes, as well as through the metabolic regulators it contains. In our study, it was also determined that hUC-MSCs triggered the inflammatory phase of wound healing by stimulating IL-8 synthesis from keratinocytes in the acute phase and contributed to the proliferative phase of wound healing by decreasing it in the chronic phase in both normoglycemic and hyperglycemic groups. In this study, we tried to explain the role of molecules involved in the pathophysiological mechanisms associated with impaired wound healing in diabetes with hUC-MSC-Exo treatment.
Benzer Tezler
- Fotostimülasyonun 2 ve 3 boyutlu in vitro hiperglisemik modellerde insan dermal fibroblast, keratinosit ve endotel hücreleri üzerindeki etkinliğinin incelenmesi
Investigation of the efficacy of photostimulation on human dermal fibroblasts keratinocyte and endothelial cells in 2d and 3d in vitro hyperglycemic models
SİMGE ÇITAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZER AYLİN GÜRPINAR
- Apigeninin anti-inflamatuar ve yara iyileşmesi üzerine olan etkilerinin atopik dermatit hücre kültür modeli kullanarak değerlendirilmesi
Evaluation of apigenin's anti-inflammatory and wound healing effects using atopic dermatitis cell culture model
GÖZDEM SAĞLAM
- Three dimensional collagen scaffold for skin tissue engineering
Deri doku mühendisliği için üç boyutlu kollajen iskeleler
BEGÜM ZEYBEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyomühendislikEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYLİN ŞENDEMİR ÜRKMEZ
- Bazı kozmetik maddelerin cilt irritasyon potansiyelinin tespitinde kullanılabilecek in vitro bir test modelinin geliştirilmesi
Reconstruction of in vitro test model for determination of the skin iritation potential caused by some cosmetic materials
SAİME YELİZ TUĞRUL ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. S. İSMET DELİLOĞLU GÜRHAN
- Construction of a collagen-based, split thickness cornea substitute
Kollajen temelli, yarı kalınlıklı yapay kornea yapımı
AYLİN ACUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF HASIRCI
PROF. DR. BUĞRA