Osteodejeneratif hastalıkların tedavisinde kullanılmak üzere tasarlanan biyobozunur mg-y-re alaşımlarının hfob1.19 hücre hattı üzerine olan etkisi

Abstract

Osteoartrit (OA) kıkırdakta erozyon, skleroz, osteofit oluşumu, sinoviyal membran ve kapsül yapısındaki değişikliklerle tanımlanan kronik dejeneratif bir süreçtir. Bu hastalığın tedavisinde cerrahi tedavi son seçenektir. Cerrahi tedavide çeşitli maddelerden yapılmış implantlar diz bölgesine yerleştirilmektedir. Ülkemiz OA tedavisinde kullanılan bu implantlar açısından büyük ölçüde dışa bağımlıdır. Bu durum sağlık harcamalarına büyük yük bindirmektedir. Bu çalışmada osteoblast hücre hattı olan hFOB1.19 hücrelerini, OA tedavisinde implant olarak kullanılmak için üretilen Mg-Y-RE alaşımlarına maruz bırakarak, bu alaşımların biyo-uyumunun belirlenmesini amaçladık. hFOB1.19 hücre dizileri Mg-Y-RE-12, Mg-Y-RE-13 ve Mg-Y-RE-24 alaşımlarına, 24-72 saat süreyle, 0-1000 μg/ml dozlarda maruz bırakıldı ve bu alaşımların hücre canlılığı üzerine etkileri MTT yöntemiyle belirlendi. Hücre canlılığı üzerinde etkili maruziyet süresini, etkisiz olan en yüksek doz ile etkili en yüksek dozu (72. saat, 400 μg/ml ve 1000 μg/ml) kullanarak, bu alaşımların osteoblastik aktivitede görevli genlerin ekspresyon miktarı ve protein seviyelerine etkileri sırasıyla qRT-PCR ve ELISA yöntemiyle belirlendi. Mg-Y-RE-12 hiçbir maruziyet süresinde ve dozunda hücre canlılığını etkilemezken, Mg-Y-RE-13 ve Mg-Y-RE-24 alaşımlarının zamana ve doza bağlı olarak hücre canlılığını baskıladığını bulduk. Her üç alaşım BMP2, MMP1, SSP1, OPG ve RANKL gen ekspresyon seviyelerini arttırmıştır. Mg-Y-RE-13 ve -24 MGP gen ekspresyon miktarını da arttırdığı bulundu. Sadece Mg-Y-RE-12 BMP2 ve Mg-Y-RE-24 MMP1 protein seviyelerini arttırdığını bulduk. Her üç alaşım OPG seviyesini arttırmıştır, BMP7, RANKL, IL-1β, TNF-α ve TGF-β protein seviyelerini etkilememiştir. Sonuç olarak Mg-Y-RE-12 alaşımı hücre canlılığını etkilememektedir ancak osteoblast aktivitesini yapım yönüne teşvik etmektedir. Bu bulgular ülkemizde ilk defa tasarlanan Mg-Y-RE alaşımlarından özellikle Mg-Y-RE-12 alaşımından üretilecek implantların osteodejeneratif hastalıkların tedavisinde kullanılabileceğini düşündürmüştür.Anahtar Kelimeler: Mg-Y-RE, osteoartrit, hFOB1.19, hücre canlılığı, osteoblastik aktivite

Osteoarthritis (OA) is a chronic degenerative process which is characterized by cartilage erosion, sclerosis, osteophyte formation and alterations in the composition of synovial membrane and capsule. Surgery is last option for the disease to treatment. Implants made of different materials are placed into the knee region by that surgical procedure. But our country is dependent on abroad with respect to these implant materials used in the treatment of OA. This situation loads major burden on health care costs. In this study; we aimed to determine the biocompatibility of various Mg-Y-RE alloys produced to use in the treatment of OA by exposing hFOB1.19 cell line that osteoblast cell line. We exposed hFOB1.19 cell lines to Mg-Y-RE-12, Mg-Y-RE-13 and Mg-Y-RE-24 alloys for 24-72 hours between 0-1000 mg/ml doses and the effects of these alloys on cell viability were measured by MTT assay. By using the non-effective highest dose, effective highest dose with effective exposure time and on cell viability (400μg/ml, 1000μg/ml and 72. hours), we determined the effects of referred alloys on the proteins and genes involved in osteoblastic activity by ELISA and qRT-PCR respectively. While Mg-Y-RE-12 alloy did not suppress cell viability at any dose and exposure time; Mg-Y-RE-13 and Mg-Y-RE-24 alloys suppressed cell viability depending on dose and exposure time. All three alloys increased BMP2, MMP1, SSP1, OPG, RANKL gene expression levels. Mg-Y-RE-13 and Mg-Y-RE-24 alloys also increased MGP gene expression. Besides, only Mg-Y-RE-12 and Mg-Y-RE-24 alloys increased BMP-2 and MMP-1 protein levels respectively. While all three alloys increased OPG protein level, they did not affect BMP-7, RANKL, IL-1, TNF-α and TGF-β protein levels. As a result, Mg-Y-RE-12 alloys didn't affect hFOB1.19 cell viability and promotes osteoblast activity to the formation direction. These findings suggest that Mg-Y-RE alloys especially Mg-Y-RE-12 alloys, which will be produced in our country first time, can be used in the treatment of osteodegenerative disease.Keywords: Mg-Y-RE, osteoarthritis, hFOB1.19, cell viability, osteoblastic activity