Programming microenvironmental signals with bioactive peptide amphipiles for skeletal and cardiac myogenesis

Hücrelerarası ekstrasellüler matris, hücre yapışması, hareketi, farklılaşması ve ölümü gibi hücresel olaylarda önemli düzenleyici ve yönlendirici roller oynamaktadır. Dokunun görevini yerine getirebilmesi ve yenilenebilmesi için, matris elemanları, hücrelere yapısal olarak destek olmakla birlikte, hücrelerin hareket edip farklılaşmalarını sağlayacak yüzey görevi de görmektedirler. Ayrıca, hücrelerde tepki oluşturacak sinyallerin düzgün bir şekilde hücrelere sunulmasını sağlayarak, reseptörlerin aktive edilip sinyal iletiminin sağlanmasında rol alırlar. Bu nedenle hücre-matris etkileşimi ve matrise bağlı sinyaller hücrelerin normal fonksiyonlarını yerine getirmelerinin yanı sıra dokunun yenilenmesinde de önemlidir. Bu tezde, kas dokusunun doğal çevresini taklit eden biyoaktif peptit nanofiberler tasarlanarak, öncül hücrelerin çizgili kas ve kalp kası hücrelerine dönüşmelerindeki etkileri araştırılmıştır. İlk olarak, çizgili kas oluşumunu indüklemek için, çizgili kas hücrelerarası matrisinde bulunan laminin ve fibronectin proteinlerinin kimyasal yapılarından esinlenerek, bazal laminayı taklit eden peptit nanofiberler tasarlanmıştır. Bu peptit nanofiber sisteminin hücrelerle etkileştiği ve üç gün içerisinde farklılaşmayı arttırdığı gösterilmiştir. Morfolojik ve immunojenik boyamalar farklılaşmış myotüplerin oluştuğunu göstermiştir. Ayrıca, kalp dokusunun hücrelerarası iskele yapısında bulunan glikozaminoglikanların kimyasal yapıları kullanılarak glikozaminoglikanları taklit edebilen peptit nanofiberler tasarlanmıştır. Büyüme faktörlerine bağlandığı ve damarlanmayı indüklediği bilinen glikozaminoglikan taklidi peptit nanofiberler tümleşik kardiyovasküler doku mühendisliği iskeleleri için umut verici yapılardır. Bu çalışmada, peptit nanofiberlerin hücre yapışmasını arttırdığı ve kardiyak miyoblast hücrelerinin kalp kası hücrelerine farklılaştığı gösterilmiştir. Bu farklılaşma gen ekspresyonu analizi ve immunoboyamalarla kanıtlanmıştır. Özet olarak, kas oluşumunu indükleyen, hücrelerarası iskelenin yapısal elemanlarından esinlenilerek tasarlanan, kendiliğinden toplanan peptit nanofiber platformlar hücrelerin farklılaşmasını desteklemişlerdir. Bu biyoaktif nanofiber sistemlerin kas doku mühendisliği uygulamalarında kullanılması umut vaadetmektedir.