In Vitro Üç Boyutlu Kan-Beyin Bariyeri Modelinin Geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Medikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Gözde Ervin Köle
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Deniz Yücel
Eş Danışman: Vasıf Nejat Hasırcı
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Nörovasküler ünite (NVU), kan ile beyin dokusu arasındaki etkileşimi düzenler ve kan-beyin bariyerinin (KBB) bütünlüğünün korunmasında kritik bir rol oynar. Ancak NVU'nun çok hücreli organizasyonu ile doğal bazal membranın karmaşık iç morfolojisinin in vitro ortamda yeniden üretilebilmesi, mevcut KBB modellerinin önemli bir sınırlamasıdır. Bu çalışmada, kan tarafı için fibröz bir membran ve beyin tarafı için nöral mikroçevreyi taklit eden bir hidrojel kullanılarak, histolojik olarak daha gerçekçi bir KBB–NVU platformu geliştirilmiştir. İlk olarak, düz fibröz membran kullanılan Transwell benzeri modelde endotel hücrelerin monokültürü ile bu membranların altına entegre edilen MeHA–kolajen hidrojel aracılığıyla diğer hücrelerin entegre edilmesi ile elde edilen çok hücreli birlikte kültür karşılaştırılmıştır. Birlikte kültür koşulları, monokültüre kıyasla CD31 ekspresyonu ve TEER değerlerinde artış göstererek endotelyal bütünlüğün iyileştiğini ortaya koymuştur. Doğal kılcal damarların yapısal özelliklerini daha yakın taklit etmek amacıyla iki farklı mikroakışkan NVU-on-a-chip sistemi geliştirilmiştir: iki dallı tübüler fibröz membran içeren temel model ve eğrilik ile etkin yüzey alanı artırılmış daha ileri dallanmış kompleks model. Her iki tübüler yapı da MeHA–kolajen hidrojel içinde 14 gün boyunca sürekli perfüzyon altında kültüre edilmiştir. İmmünositokimyasal analizler, endotel hücreleri, astrositler, perisit-benzeri hücrelerin ve nöronların tüm modellerde immunofenotiplerini ve organizasyonlarını koruduğunu göstermiştir. Bariyer değerlendirmeleri, 0.4 kDa fluorescein geçirgenliğinin Transwell modelinden temel çip modeline ve en düşük değerlere ulaşılan kompleks çip modeline göre daha az olduğunu ortaya koymuştur. Bu bulgu, daha karmaşık geometrinin daha güçlü bir bariyer oluşturduğunu doğrulamaktadır. Elde edilen bulgular, dallanmış tübüler fibröz membranların perfüzyon temelli mikroakışkan sistemlerle entegrasyonunun, KBB fizyolojisi ve ilaç moleküllerinin geçiş dinamiklerinin in vitro incelenmesi için etkili bir biyomimetik NVU platformu sunduğunu göstermektedir.