Mekanik germe altında merkezi sinir sistemi nöronlarının incelenmesi ve in vitro bir travmatik beyin hasarı modeli

Abstract

Çok yakın zamanda mekanik yüklerin merkezi sinir sistemi (MSS) hücrelerinin gelişimi ve nörit uzaması üzerinde etkileri dikkat çekmeye başlamıştır. Gelişim sürecinde mekanik gerilmenin akson uzamasını tetiklediği bulunmuş, ancak gerilmenin hangi düzeye kadar olumlu, hangi düzeyden sonra dejeneratif ve/veya apoptotik etki yarattığı bilinmemektedir. Olayı daha da kompleks hale getiren, MSS'nin çok değişik tip hücrelerden oluşması ve tüm bu hücre tiplerinin mekanik uyarılara dayanıklılık ve yanıtlarının farklı olmasıdır. Dolayısıyla MSS rahatsızlıklarının tedavisine yönelik terapötik araştırmalarda kullanılmak üzere, MSS hücrelerinin mekanik uyarı ve yüklere karşı tepkilerini ayrı ayrı inceleyebilen, bu sayede hem hücre gelişimi ve nörit uzamasının, hem de farklı gerilme düzeylerinin hücrede yaratacağı dejeneratif etkilerin kontrollü olarak incelenebileceği in vitro bir modele şiddetle ihtiyaç vardır. Bu tez çalışması kapsamında doku iskelesi olarak elektroeğirme ile üretilmiş PCL iskeleler ve MSS B35 hücre hattı kullanılamıştır. Hücreler üzerinde farklı düzeylerde mekanik gerilmenin hücre morfolojisi, nörit uzaması ve sito-iskelet üzerinde etkileri incelenerek, dejeneratif etkilerin görülmeye başladığı eşik yük düzeyi tespit edilmiş ve eşik düzeyden sonra artan gerilme miktarlarının hücre içinde oluşturduğu apoptotik etkiler morfolojik ve moleküler düzeyde incelenmiştir.

Effects of mechanical loading on development of central nervous system (CNS) cells and neurite extension have been recognized recently. Effects of loading are very complicated since until a threshold, tension plays a positive role while after the threshold value, it is degenerative. The situation gets more complicated since CNS is made up of several different cell types that respond to various loads differently. There are some mechanical trauma models in the literature, but they usually employ hard and two dimensional culture substrates, which fail to mimic the natural nische of the cells. The aim of this project is to create an experimental model that can mimic the physiological habitat and normal loading conditions on CNS cells.Electrospun PCL scaffolds and B35 central nervous system neuron cell line were used as tissue engineering scaffolds. Effects of mechanical strain on cell morphology, neurite extension and cytoskeleton, and after the threshold value, on apoptosis have been examined in molecular level.