Pankreas dokusu hücre dışı matriks proteinlerinin pankreatik beta hücre canlılığı ve çoğalması üzerine etkisi

Abstract

Diyabet, glukoz ve yağ metabolizmasının hasar görmesi sonucu oluşan metabolik bir hastalık olarak tanımlanmaktadır. Tip-1 diyabet, beta hücrelerine karşı gelişen immün yanıt sonucu ortaya çıkmaktadır. Diğer yandan, beta hücrelerinden yetersiz insülin salınması ve insülin direnci sonucunda tip-2 diyabet oluşmaktadır. Tip-2 diyabetli hastalarda, beta hücreleri zamanla zarar görmekte ve sayıları kandaki glukoz seviyesini dengelemeye yetmemektedir. Bu nedenle, beta hücrelerinin yerine konması ve korunması her iki tip diyabetin etkin tedavisi için gerekmektedir. Bu amaçla, hücrenin çevresiyle iletişim kuracağı ve tutunacağı bir ortam sağlayarak in vivo'da hücreleri destekleyen mikroçevreye benzer bir ortamı oluşturan hücre dışı matriks proteinleri ile in vitro'da beta hücrelerinin canlılığının korunması ve çoğalmalarının indüklenmesi sağlanabilir. Çalışmamızda, pankreasta bulunan temel hücre-dışı matriks proteinlerinin in vitro'da beta hücre canlılığı, fonksiyonu ve çoğalması üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. BRIN-BD11 hücreleri, kollajen tip-1, kollajen tip-4, laminin, fibronektin, vitronektin, endokrin pankreas protein ekstraktı, kollajen tip-1 + vitronektin karışımı ve kollajen tip-1 + laminin karışımı kullanılarak kaplanan yüzeylerde kültüre edilerek canlılık ve fonksiyon testleri yapılmıştır.Kollajen tip-4'ün beta hücreleri üzerinde olumsuz etkileri olduğu tespit edilirken laminin, endokrin pankreas protein ekstraktı, kollajen tip-1 ile vitronektin karışımı ve kollajen tip-1 ile laminin karışımının hücre canlılığını desteklediği belirlenmiştir. Ayrıca, vitronektinin ins1 ve ins2 genlerinin ifadelerini ve fibronektin ile kollajen tip-1 + vitronektin karışımının insülin salınımını artırdığı gözlenmiştir.

Diabetes mellitus is defined as a metabolic disorder resulting from the deterioration of glucose and fat metabolism of body. Type-1 diabetes develops by formation of autoimmune response against beta cells. On the other hand, inadequate insulin secretion by beta cells in the setting of insulin resistance leads the development of type-2 diabetes. Beta cells in patients with type-2 diabetes are degenerated in times, and their number also declines steadily causing elevated blood sugars. Therefore, the replacement of pancreatic beta cells and their protection in both types of diabetes are required for permanent treatment. For this purpose, extracellular matrix proteins might provide a supporting niche for cells in culture similar to the in vivo microenvironment, which protects beta cells and induces both their viability and proliferation by providing cells an environment to communicate and to adhere. Therefore, in our study, the effect of major extracellular matrix proteins in pancreas on beta cell viability, functionality and proliferation in culture is aimed to investigate. By culturing BRIN-BD11 cells on collagen type-1, collagen type-4, laminin, fibronectin, vitronectin, collagen type-1 + laminin mix, collagen type-1 + vitronectin mix and endocrine pancreas extract coated plates the most effective proteins for beta cell viability were determined. Collagen type-4 was determined to have adverse effects on beta cell proliferation and viability in contrast to laminin, endocrine pancreas extract and protein mix groups. Increased insulin secretion levels showed that fibronectin and collagen type-1+ vitronectin mix also support beta cell functionality.