Tip 1 diabetes mellitus modelinde langerhans adacık ve mezenkimal kök hücre tabakalarının makrokapsülasyon yoluyla konak savunma sisteminden korunarak fonksiyonunun devamlılığının sağlanması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: BÜŞRA ÖNCEL DUMAN
Danışman: Yusufhan Yazır
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Diabetes Mellitus, dünya genelinde yaklaşık 347 milyon kişiyi etkileyen ve metabolik bozukluk ile karakterize bir hastalıktır. Bu hastalığının yaklaşık % 10'unu oluşturan Tip 1 Diabetes Mellitus (T1DM) ise bağışıklık sisteminin, kan şekerini düzenlemek için gerekli olan insülini üreten beta hücrelerine saldırdığı otoimmün bir hastalıktır. Hastalık normalde günlük insülin enjeksiyonlarıyla tedavi edilmektedir. Uzun yıllardır süregelen araştırmalarda alternatif tedavi şekli olarak ise insülin üreten beta hücrelerinin pankreas, adacık veya hücre şeklinde naklini yapabilmek için, çeşitli yöntemler denenmektedir. Bu yöntemlerden olan adacık nakli, kan şekeri seviyesini birkaç yıla kadar normale döndürme yeteneğini gösteren bir cerrahi işlemdir, ancak bu nakilden sonra yabancı kabul edilen adacıklar konağın immun sistemi tarafından yok edilmektedir. İmmun atakların engellemesi ve nakledilen doku, organ veya hücrelerin nakil bölgesinde fonksiyonlarını devam ettirebilmesi için doku reddinin engellenmesi gerekmektedir. Bu olumsuz durumun giderilmesi için şimdiye kadar, çeşitli hücre kapsülleme teknikleri geliştirilmiştir. Adacık makrokapsülleme, biyouyumlu bir polimerle kaplanarak bağışıklık sisteminden adacıkları korumak için tasarlanmış bir biyomedikal yeniliktir. Bu amaçla kullanılan polimerlerin biyouyumluluğu, kararlılığı ve geçirgenliği, başarılı bir klinik uygulama için ana faktörlerdendir. Aljinat hücre enkapsülasyonunun potansiyel klinik uygulaması son on yılda çok büyük ölçüde gelişmiştir. Aljinat besinlerin ve küçük proteinlerin nakil dokusu ile difüzyonunu sağlayarak atık ürünlerinde malzemeden çıkışına izin vermektedir. Bu nedenle çalışmamızda, hücre tabakası aljinat ile makrokapsüle edilip savunma sistemi hücrelerinden korunarak, hücre tabakasının daha uzun süre fonksiyonunun devamını sağlayacak en uygun hücresel tedavi yöntemi ve makrokapsül aygıtını tasarlamak amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmamız in-vitro ve in-vivo olmak üzere iki adımda gerçekleştirildi. Mezenkimal kök hücreler (MKH) ve beta-hücreleri, sıcaklık-duyarlı kültür kabında ortak kültür edildi. Sonrasında hücre tabakasına aljinat ile kapsülleme işlemi yapıldı. Kapsülün mekanik dayanıklılığı ve hücreler üzerindeki etkileri analiz edildi. İn vivo deney grupları T1DM+Kapsül+Beta, T1DM+Kapsül+Beta+MKH, T1DM+Kapsül+Beta+MKH tabaka olarak belirlendi. Elde edilen graft diyabetik sıçanların dorsal subkutan bölgesine nakledilerek deney süresi boyunca kan-glukoz değerleri ve ağırlıkları takip edildi. 30. günde intraperitonal glukoz tolerans testi (IPGTT) uygulandı ve insülin, c-peptid ELISA çalışıldı. Sıçanlar sakrifiye edildi. Nakledilen graft histolojik takibe alındı ve immunohistokimyasal yöntemle analiz edildi. Bulgular: T1DM+Kapsül+Beta+MKH tabaka grubundakan glukozu, nakil sonrası hızlıca düştü ve 190 gün boyunca da aynı seviyelerde kaldı. T1DM+Kapsül+Beta, T1DM+Kapsül+Beta+MKH gruplarında beklenen normoglisemi değerine ulaşılamadı. Ayrıca T1DM+Kapsül+Beta+MKH tabaka grubunda ELISA analizi sonucunda c-peptid ve insülin seviyesinin, diğer gruplara kıyasla önemli ölçüde yüksek olduğu belirlendi. Greftin immunflouresan analizinde beta hücreleri insülin, c-peptit, PDX-1, Pax4 antikorları ile pozitif boyandı. Sonuç: Gelecekte T1DM hastalarına uygulanan pankreatik adacık nakillerine alternatif bir tedavi yöntemi olarak sıcaklık-duyarlı kültür kaplarında oluşturduğumuz adacık dokusuna benzeyen derialtı makrokapsül aygıtı elde edilmiştir. Hücre kapsüllemede kullanılan çeşitli biyomalzemeler olmasına rağmen; doğal polimer olan aljinat makrokapsül uygulaması, hem daha fazla hücre içererek hem bu hücreleri immun reaksiyonlardan koruyarak, hem de canlı organizma ile yüksek biyo-uyumluluk göstererek greftin uzun süreli sağ kalımını sağlamıştır. MKH tabakası ile desteklediğimiz makrokapsül grubunda daha uzun süreli normoglisemi sağlanması MKH lerin anti-apoptotik, immunsupresif ve immunmodülatör etkileri sayesinde olduğunu düşünmekteyiz. Çalışmamızın bulguları değerlendirildiğinde T1DM hastalarında uzun vadeli hücresel tedavi sağlamak amacıyla, makrokapsüllerin içerisinde beta hücreleri ile birlikte MKH lerin bulunması en iyi ve uzun etkili tedavi yöntemi olmakla birlikte bu yöntemin kullanılacağı gelecekte yapılacak insan çalışmaları için zemin hazırlamaktadır. Anahtar Kelimeler: Tip1 Diabetes Mellitus, makrokapsül, mezenkimal kök hücre, aljinat, doku mühendisliği