Deneysel kafatası defektlerinin tamirinde insan kordon kanından elde edilen kök hücrelerin rolü

Abstract

Son zamanlarda kök hücre araştırmalarındaki ilerlemeler sayesinde, bir çok kemik patolojisinde ve kemik kaynaması gereken tedavilerde, kök hücre temelli tedavilerin denenmesi çalışmaları hızlanmış ve klinik uygulamalarda kök hücrenin kullanımı ve bu konudaki ilerlemeler onu insanlar için cazip bir aday haline getirmiştir. Özellikle ortopedi cerrahisinde önemli ilerlemeler bulunmasına rağmen kırık ya da çatlakların kaynamaması ya da geç kaynaması durumu klinik olarak önemli bir problem teşkil etmektedir. Bu durumda da alternatif bir yönteme ihtiyaç duyulmaktadır. Yetişkin kök hücrelerin kullanımı kaynamayan kırıklarda ya da kırık tedavisinde iyileşmeyi hızlandırmak amacıyla hem deneysel hem de klinik çalışmalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmada uzun kemik kırıklarının tamirinde kullanılan kök hücrelerin yassı kemik olan kafatası kemiğinde kırık ya da kemik kaybıyla giden hastalıklarda iyileştirici etkisi olup olmayacağı deneysel bir çalışma ile araştırılacaktır. Bu nedenle kurgulanan deneysel çalışmada antijenik özelliği en düşük kök hücre kaynaklarından olan insan kordon kanından ayrıştırılmış kök hücreler kullanılacaktır. Yassı kemiklerin hasarının tamirinde kök hücre kullanımı ile ilgili bu çalışma literatürde bir ilk olacaktır, şu ana kadar yapılmış ve yayınlanmış bir çalışma mevcut değildir. Sıçanlarda oluşturulan kafatası defektlerine kordon kanından elde edilip ayrıştırılmış kök hücre transplantı yapılıp defektin belirlenen süre sonunda değişimi klinik, morfolojik, radyolojik ve histopatolojik olarak değerlendirilmiştir.Çalışmada 15 adet erişkin sprague dawley cinsi sıçan kullanıldı. Çalışmamızda tüm sıçanlara genel anestezi yüksek devirli dril yardımıyla kraniumda standart defekt oluşturuldu: 5 rattan oluşan 1.gruba Kraniektomi ile kafatası defekti oluşturuldu. Grup 2: Kraniektomi ile kafatası defekti+ kordon kanından ayrıştırılmış kök hücre nakli yapıldı ve son gruba da Kraniektomi ile kafatası defekti+Otolog kemik ile kordon kanından ayrıştırılmış kök hücre karışımı nakli yapıldı. Çalışma takip süresi 8 hafta olarak belirlendi. Çalışmaya dahil tüm sıçanların kafataslarındaki defektin işlem öncesi takip sırasında (haftalık radyolojik), ve takip sonunda morfolojik, radyolojik ve histopatolojik incelemeleri yapıldı.8 haftalık takip sonunda kontrol grubuna göre kök hücre nakli yapılan ve kök hücre+otolog kemik karışımı nakli yapılan gruplarda klinik olarak kafatasındaki defektin boyutlarında küçülme olduğu her üç gruptada herhangi bir nörolojik ya da fizik muayene bulgusu değişikliği olmadığı gösterildi. Kontrol grubuna göre kök hücre ve kök hücre+otolog kemik karışımı nakledilen grupların kafatası defektlerindeki daha fazla oluşan iyileşme radyolojik olarak da Bilgisayarlı tomografi ile (BT) gösterildi. Histopatolojik incelemelerde de 8 hafta sonunda kemik defekti yapılan bölgede kök hücre nakli yapılan grupda kemik adacıkları şeklinde ossifikasyon izlendi. Ve kemik defekti alanının küçüldüğü gösterildi. Kök hücre ve kök hücre+otolog kemik kullanılan iki grup arasındaki kemik defekti küçülmesinde, radyolojik ve histopatolojik olarak belirgin fark izlendi.Bu sonuçlara göre geniş kraniektomi alanlarında kordon kanından elde edilen kök hücrelerin sıçan kafatsı defektlerinin kapatılmasında iyileştirici rolü olduğu gösterildi. İnsan kafatası defektlerinin tamiri için kök hücre kullanımına öncü olabilecek veriler elde edildi. Rutin klinik kullanıma girmeden önce daha geniş seriler ve daha uzun takiplerle iyileşme yanında komplikasyon ya da yan etki gelişip gelişmeyeceği araştırılmalıdır.

Bone fracture is a common acute complication of many disease including trauma, bone tumors, invasion of the systemic tumors to the bone, and some metabolic bone diseases. In case of bone fracture and defects primary treatment is to stabilize and fuse the fractured sites of the bone. Bone defects are closed either by autologuous bone or medical industry produced articial grafts or bone cement. To increase the regeneration some products including bone morphgenic protein or electrical stimulation are used. In case of nonunion, pseuda arthrosis, or in case of huge bone defects there may be difficulty to obtain optimal treatment results. Stem cell use in long extremity bone fractures arised as a new hope in those problematic fractures or defects. Stem cells are used to increase vertebral fusion in spine surgery also. Large bone defects of the calvarium is a serious problem especially in head trauma or following brain surgery for brain tumors or calvarial tumors.In general acrylic artificial bone substitutes, titanium meshes or prefabricated artficial or cadaver obtained bone grafts. We planned to explore the effect of stem cells derived from the cord blood alone or mixed with autologuous bone. As far as we reviewed the literature this will be the first study to explore the role of stem cells on the squamous bone defects of the calvarium. 3 groups of rats (n#5 in each group) were used in the study. Cranium defects at the frontoparietal area are performed alone in the first group, the second group of rats had undergone cranium defect and stem cell derived from the umblical cord blood, the third and the last group of the rats had undergone cranium defect plus stem cell mixed with autologuous bone pieces transplantation. The rats were followed up for 8 weeks long postexperimentally. All the rats in 3 groups had undergone morphologic, radiologic and histopathologic evaluation allthrough the experiment.At the end of the 8th week, cranium defects at the group 2 and 3 (stem cell transplanted, stem cell+ autologuous bone pieces transplanted groups respectively) were smaller than that of the group one (control group). This is demonstrated morphologically and radiologically as well as histopatologically.As a resul we can conclude that stem cell derived from the human umblical cord blood is helpful in treating large skull defect.