İnsab embriyonik kök hücrelerinin in vitro ortamda periodontal ligament fibroblast progenitörlerine farklılaştırılması

Abstract

116 ÖZET İnsan embriyonik kök hücreleri (EKH) sınırsız çoğalma ve tüm somatik hücrelere farklılaşma kabiliyeti olan pluripotent hücrelerdir. Kültür ortamında çoğaltılmış hücrelere dayalı periodontal doku mühendisliği, günümüz rejeneratif tekniklerin sınırlılıklarım gidereme potansiyeli taşımaktadır. Bu araştırmanın amacı, insan embriyonik kök hücrelerinin in vitro ortamdaki farklılaşma paternine periodontal ligament fibroblast hücrelerinin etkisinin incelenmesidir. İnsan embriyonik kök hücreleri (HUES-9 serisi) çoğaltıldı ve pluripotentlikleri açısından morfolojik ve immünbistokimyasal yöntemlerle tanımlandılar. Hücreler yeşil fluoresan proteini (GFP) kodlayan plazmidle transfekte edildi ve insan periodontal ligament fîbroblastlan ile 21 gün boyunca ortak kültürleri yapıldı. Farklı vasat içeriği olan iki deneysel gurup oluşturuldu, çoğaltma kültürleri ise kontrol olarak kullanıldı. Örnekler 7'inci, 14'üncü ve 21 'inci günde fikse edildikten sonra morfolojik olarak ışık mikroskobunda, immünhistokimyasal olarak ta kollajen tip I, kollajen tip IH, fîbronektin, fibroblast yüzey proteini, vimentin ve pan- sitokeratine yönelik özgün antikorlar kullanılarak incelendi. Morfolojik ve immünhistokimyasal bulgular guruplar arasında değişik farklılaşma paternleri gerçekleştiğini, kolonilerin belli bölgelerinde bir kısım hücre periodontal ligament fibroblast progenitörlerine benzer özellikler geliştirirken, başka hücrelerinde farklı serilere yöneldiğini gösterdi. Bulgular, insan embriyonik kök hücrelerinin belli ölçüde periodontal ligament fibroblast progenitörlerine farklılaşmaya yönlendirilmesinin mümkün olduğunu göstermektedir. Tekniklerin geliştirilmesiyle embriyonik kök hücreler, periodontal doku mühendisliği için sınırsız kaynak teşkil edebilecek hücreler haline gelebilir. Anahtar kelimeler: Periodontal doku mühendisliği; İnsan embriyonik kök hücreleri; Periodontal ligament fibroblastları; Yönlendirilmiş farklılaşma.

117 ABSTRACT Human embryonic stem cells (hESC) are pluripotent cells with unlimited proliferation potential and differentiation capacity to all types of somatic cells. Periodontal tissue engineering based on in vitro expanded cells holds the promise to overcome the limitations associated with contemporary regenerative techniques. The aim of this study was to investigate differentiation patterns of human embryonic stem cells under the influence of periodontal ligament cells in vitro. Human embryonic stem cells (HUES-9 cell line) were expanded and characterized for pluripotency morphologically and immmunohistochemically. The cells were transfected with green fluorescent protein (GFP) carrying plasmid and co-cultured with human periodontal ligament fibroblastic cells for 21 days. Two experimental groups were established with different medium constituents, and expansion cultures were used as controls. Specimens were fixed in the 7th, 14th, and 21st days and analyzed morphologically under inverted light microscope, and immunohistochemically using antibodies against collagen type I and III, fibronectin, fibroblast surface protein, vimentin and pan-cytokeratin. Morphological and immunohistochemical findings indicate different pattern of cell differentiation between groups, with traction of cells in some areas of colonies acquiring characteristics similar to periodontal ligament fibroblastic progenitors while others proceeding towards distinctive lineages. Results indicate the feasibility to direct the differentiation of human embryonic stem cells towards the periodontal ligament fibroblastic progenitors to some extent. With further improvement of the techniques, hESCs may become a cell source with unlimited supply for periodontal tissue engineering applications. Key words: Periodontal tissue engineering; Human embryonic stem cells; Periodontal ligament fibroblasts; Directed differentiation;