Akciğer havayolu modellemesine yönelik oluşturulan deselülerize doku iskeleleri ile 3B hücre kültür sistemlerinin kurulması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyomühendislik A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: SEÇİL SUBAŞİ
Danışman: İbrahim Çağatay Karaaslan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Akciğerler, hücreler için gerekli oksijeni sağlamak ve metabolik olaylar sonucu oluşan karbondioksiti dışarı taşıma görevine sahiptir. Soluk alıp-verme olarak isimlendirdiğimiz bu süreç boyunca akciğerler, proteaz özelliğe sahip alerjen, virüs, bakteri, hava kirliliğine neden olan partiküller, sigara dumanı ve toksik kimyasallar gibi birçok zararlı madde ile karşılaşır. Havayoluna giren bu zararlı maddeler epitel hücre bütünlüğünü sağlayan sıkı bağlantı molekülleri üzerinde yıkıcı etki göstererek yapısal bütünlüğünün bozulmasına yol açar ve epitel bariyer hasarına neden olur. Çevresel etkenler ve genetik yatkınlıklar, astım, KOAH gibi kronik havayolu hastalıklarının ortaya çıkmasına neden olmakta ve hastalık şiddetinin artması veya azalmasında rol almaktadır. Kronik havayolu hastalıkları nedeniyle her yıl binlerce kişi hayatını kaybetmektedir. Bu hastalık mekanizmalarının anlaşılması ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi için çeşitli deneysel modellere ihtiyaç duyulmaktadır. Son yıllarda hızla gelişen rejenaratif tıp ve doku mühendisliği uygulamaları hastalık mekanizmalarının anlaşılması ve geliştirilmesinde önemli bir yere sahip olmuştur. Doku mühendisliği uygulamalarından biri olan doku ve organ deselülerizasyon (hücresizleştirme) yöntemi uzun zamandır hem deney hayvanlarında pre-klinik çalışmalar hem de klinik uygulamalarda başarılı şekilde kullanılmaktadır. Dokunun sahip olduğu doğal ekstraselüler matriks bileşeninin korunarak, olası immün yanıt hücrelerin uzaklaştırılmasıyla elde edilen deselülerize iskeleler, hücre kültür sistemlerinin geliştirilmesi için in vitro ortamlarda kullanılabildiği gibi donör organ yetersizliğini karşılamak amacıyla in vivo çalışmalarda kullanılabilecek olması bakımından oldukça önemlidir. Akciğer transplantasyonu için her zaman sağlıklı donör akciğerleri kullanıldığından; doku mühendisliği çalışmaları için üzerinde çeşitli hücre popülasyonlarının tutunup büyüyebileceği alternatif akciğer kaynaklarına ihtiyaç vardır. Bu tez çalışması kapsamında, insan akciğerine ksenojenik bir alternatif olarak hali hazırda bulunan koyun akciğeri önerilmiştir. Çalışmada koyun akciğer dokusu üzerinde fiziksel ve kimyasal deselülerizasyon yöntemleri uygulanarak doku iskelesi üretimi gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında karıştırma/çalkalama tekniğiyle SDS, Triton X-100 ve CHAPS gibi akciğer deselülerizasyonunda yaygın olarak kullanılan deterjanların yanında Sodyum kolat hidrat, NP-40 ve ASB-14 gibi akciğer deselülerizasyonunda kullanılmamış olan deterjanlarla akciğer dokusu için optimum bir hücresizleştirme metodu oluşturulması amaçlanmıştır. Fiziksel deselülerizasyon yöntemi olarak sCO2 kullanılmıştır. Fiziksel ve kimyasal yöntemlerle elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak her iki metodun koyun akciğeri üzerindeki etkisi ortaya konulmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında ise elde edilen hücresizleştirilmiş akciğer doku iskelelerinin karakterizasyonu ve hidrojel sentezi gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon için öncelikli olarak deselülerize edilmiş ekstraselüler matriksin içerdiği DNA'nın doğal dokuya oranla yapıdan ne kadar uzaklaştırıldığı nicel olarak tayin edilmiştir. Ardından histolojik boyama yöntemiyle dokular nitel olarak değerlendirilmiştir. Doku iskelelerinde kalan kolajen, glukozaminoglikan (GAG) ve elastin oranlarına bakılarak nicel analizlerle etkinlikleri araştırılmıştır. Elde edilen iskelelerin yüzey karakterizasyonu için SEM görüntüleme analizleri yapılmıştır. Bu analiz sonucunda etkili olan koşula ait dokulardan hidrojel sentezi ve karakterizasyonu yapılarak, hücre kültür çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Karakterizasyon işlemi sonucunda akciğer deselülerizasyonu üzerinde etkili olan ASB-14, sodyum kolat hidrat ve SDS deterjanlarıyla yapılan yöntemler seçilmiştir. Bu yöntemler içerisinde ASB-14 ile elde edilen deselülerize dokudan hidrojel sentezi gerçekleştirilerek üzerine BEAS-2B hücre ekimi yapılmış ve ALI kültür üzerinde hücre çoğalması ve farklılaşması değerlendirilmiştir.