Dolgulu Yatak Biyoreaktörde Mezenkimal Kök Hücre Üretiminin Araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSTAFA CANER KARAASLAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Işıl Gerçek Beşkardeş
Eş Danışman: Menemşe Gümüşderelioğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Tez çalışmasında, dokunmamış poliester fiber matrislerin (NWPF) taşıyıcı olarak kullanıldığı dolgulu yatak biyoreaktörde mezenkimal kök hücre üretiminin araştırılması amaçlanmıştır. Ön çalışmalarda hücre olarak MC3T3-E1 fare kemik öncül hücreleri kullanılmıştır. Hücrelerin NWPF disklere yapışmasını sağlamak amacıyla 3M sülfürik asit ile yüzey modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Disklerin hidrofilisitesi su temas açısı analizi ile belirlenmiştir. Ardından NWPF disklerle durgun koşullarda hücre kültürü çalışması yapılmış, hücrelerin disklere yapışıp çoğaldığı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile değerlendirilmiştir. Çalışmanın sonraki aşamasında MC3T3-E1 hücreleri ile 0.5L çalışma hacmine sahip dolgulu yatak biyoreaktörde (DYB), Fibra-Cel® diskler kullanılarak ön dinamik hücre kültürü çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Kültürün 1., 3., 5., ve 7. günlerinde disklerden kaldırılan hücreler sayılmış ve kültür sonunda hücre sayısının biyoreaktörde yaklaşık 5 kat arttığı gözlemlenmiştir. Biyoreaktör için çalışma koşulları belirlendikten sonra, deneylere sıçan adipoz mezenkimal kök hücreler (AdMKH) ile devam edilmiştir. Biyoreaktörde dolgulu yatak yüksekliği, karıştırma hızı ve hücre ekim yoğunluğu gibi farklı işletim parametrelerinin hücrelerin üretim verimine olan etkileri incelenmiştir. Biyoreaktörde hücre üretim verimini artırmak ve malzeme sarfını azaltarak üretimi daha ekonomik hale getirmek amacıyla biyoreaktörün ölçeği küçültülmüş ve 100 mL hacminde bir DYB tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının son aşamasında AdMKH'ların NWPF diskler üzerindeki canlılığı MTT 3-[4,5-dimetiltiazol-2-il]- 2,5-difeniltetrazolyum bromür) analizi ile, morfolojileri F-aktin/DAPI ve kristal viyole boyamaları ile incelenmiştir. Yüz mL hacimli DYB'de yapılan dinamik kültür sonucunda hücre sayısının 4 kat artış gösterdiği bulunmuştur. Ayrıca, NWPF disklerden hücrelerin %85'inin başarılı bir şekilde kaldırıldığı gözlemlenmiştir. Yüzeyden kaldırılan hücreler tekrar başarılı bir biçimde çoğaltılmıştır. Hücrelerin metabolik aktivitelerinin incelenmesi amacıyla glukoz, laktat ve üre analizi gerçekleştirilmiştir. Kültür süresince belirli günlerde ortamın %50'si değiştirilmesine rağmen glukoz konsantrasyonu kültür başlangıcına göre 2.5 kat azalmıştır. Glukoz konsantrasyonunun düşmesine bağlı olarak ortamda laktat ve üre konsantrasyonları sırasıyla 2 kat ve 5 kat artış göstermiştir. Elde edilen sonuçlardan dinamik hücre kültüründe biriken laktat ve üre konsantrasyonlarına bağlı inhibisyon oluşmadığı belirlenmiştir. Sonuç olarak sunulan tez kapsamında sıçan AdMKH'lerin üretilmesi için üç boyutlu NWPF disklerin kullanıldığı dolgulu yatak biyoreaktörün yüksek yüzey alanı/hacim oranı sağlayarak klinik uygulamalarda ihtiyaç duyulan yüksek miktarda hücre sayısına ulaşma potansiyeline sahip olduğu değerlendirilmiştir.