23. Ulusal Biyokimya Kongresi Özel Sayısı - Türk Biyokimya Dergisi

XXIII. ULUSAL B‹YOK‹MYA KONGRES‹
29 Kasım - 2 Aralık 2011
Hilton Hotel - Adana
23. Ulusal Biyokimya Kongresi, Adana [23 rd National Biochemistry Congress, Adana / TURKEY]
İÇİNDEKİLER
DOKU MÜHENDİSLİĞİ BİYOSİNYAL UYGULAMALARINDA
GENETİK YAKLAŞIMLAR
Menemşe GÜMÜŞDERELİOĞLU
Kimya Mühendisliği, Mühendislik Fakültesi, Hacettepe Üniversitesi, Ankara.
GENETIC APPROACHES IN BIOSIGNAL-MEDIATED TISSUE
ENGINEERING
Menemşe GÜMÜŞDERELİOĞLU
Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Hacettepe University, Ankara.
CONTENTS
DAVETLİ KONUŞMACI ÖZETLERİ
Doku mühendisliğinin hedefi, doku iskelesi (biyomalzeme), hücre ve biyosinyal
molekülleri tek başlarına veya birlikte kullanarak canlı dokuların tamirini veya
yeniden yapılanmasını gerçekleştirmektir. Çoğunluğu protein yapısında olan
biyosinyal moleküllerin temel işlevi, hücresel yapışma, çoğalma ve dokuya
farklılaşmayı sağlamaktır. Ancak çoğu proteinin in vivo’da yarılanma ömürleri
kısa olduğu için bu faktörlerin etkinlikleri kısa sürer, bu nedenle hasarın olduğu
bölgeye terapötik dozda ve uzun süreli zaman periyodlarında ulaştırılmaları
zordur. Bu sorunun çözümünde gen aktarımı tekniklerinin önemli rol oynayacağı
düşünülmektedir. Hasarlı bölgedeki hücrelere, gerekli proteinleri kodlayan
terapötik genler aktarılarak, hücreler uzun süreli ve lokal olarak proteinleri
sentezleyebilir duruma gelir. Gen terapi yaklaşımlarıyla biyosinyal uygulaması
en çok kıkırdak doku mühendisliği çalışmalarında yer almaktadır. Bugüne kadar
kıkırdak onarımında en yaygın olarak kullanılan hücre tipi kondrositlerdir.
Ancak kondrositler çoğalma sırasında farklılaşma özelliklerini yitirerek fenotipik
karakteristiklerini kaybederler. Böylece doğal kıkırdak yapısını oluşturamazlar.
Yapılan son çalışmalar mezenkimal kök hücrelerin, kıkırdağın onarımında
kondrositlere iyi bir alternatif olduğunu göstermektedir. Bu hücrelerin tanımlanmış
belli bir fenotipleri olmadığı için kondrojenik büyüme faktörlerini kodlayan
genlerin, hücrelere aktarılmasıyla kondrogenez (kıkırdak dokusuna farklılaşma)
gerçekleşir. Şu ana kadar kondrogenezi uyardığı gösterilen genlerden en popüler
olanları TGF-b1, BMP-2, BMP-4, ve BMP-13’dür. Grubumuz tarafından
gerçekleştirilen çalışmalarda ise BMP-6 geninin mezenkimal kök hücrelerin in
vitro kondrogenezini uyarması üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Elde edilen bulgular
ışığında BMP6 geni ile modifiye edilmiş sıçan mezenkimal kök hücreleri ve
kitosan doku iskelelerinden oluşan hibrid yapının, kondrogenezin sağlanmasında
etkin bir sistem olabileceği ve klinik uygulamalarda kıkırdak onarımına yönelik
olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.
Tissue engineering technologies involve the morphogenesis of new tissues using
constructs formed from isolated cells and stimulatory biosignal molecules within
a biocompatible scaffold. Biosignal molecules are protein fractions inducing a
change in cellular functions by transducing proliferation or differentiation signals
and play a comprehensive role in the modulation of tissue growth and development.
As due to the limited half-lives of many proteins in vivo, it is difficult to deliver
them to the sites of tissue damage at therapeutic levels for sustained periods of
time. It is considered that gene delivery techniques should play a fundamental
role in the solution of this problem. By transferring therapeutic genes encoding
the necessary protein at the sites of damage, proteins are synthesized locally and
continuously by the cells. Biosignal application by genetic approaches has been
widely investigated for cartilage tissue engineering. Until now, although the
mostly used cell type in the repair of cartilage is chondrocytes, they dedifferentiate
during expansion with a subsequent loss of the chondrocytic phenotype. Thus a
natural cartilage structure can not be formed by these cells. Recent studies show
that mesenchymal stem cells (MSCs) provide a good alternative to chondrocytes.
Since clear phenotype of MSCs has been described, through the transfer of the
genes encoding for the chondrogenic growth factors into cells, chondrogenesis
may occur. So far the most popular genes which have been shown to stimulate
chondrogenesis are TGF-b1, BMP-2, BMP-4, and BMP-13. In our recent study,
the influence of BMP-6 gene on chondrogenic differentiation of rat MSCs was
investigated. The results indicated that, the engineered construction composed of
chitosan scaffolds and bone marrow derived MSCs modified with BMP-6 could
be considered as efficient systems to induce cartilage regeneration for clinical
applications.
ABSTRACTS OF INVITED LECTURES
Turk J Biochem, 2011; 36 (S2)
http://www.TurkJBiochem.com