Investigation of the effects of bioactive peptide nanofibers on acute muscle injury regeneration

İskelet kası insan vücudunun büyük bir kısmını kaplamaktadır. Hiyerarşik bir şekilde organize olmuş yapılardan meydana gelen heterojen bir dokudur. Bu hiyerarşik yapı, kas demetleri, kas fiberleri, miyofibriller ve miyofilamentlerden meydana gelmektedir. Kas hücreleri farklılaşmalarını tamamladıklarından dolayı kendilerini yenileme kapasiteleri oldukça kısıtlıdır. Kas yenilenmesi yalnızca yeni hücrelerin kas fiberleri ile birleşerek iskelet kasının boyutunu ve hacmini artırması ile gerçekleşmektedir. Kas uydu (satellit) hücreleri küçük ve tek çekirdek içeren kas öncül hücreleridir ve neredeyse hiç sitoplazmaları yoktur. Sarkolemma ve kas fiberlerinin bazal membranı arasında yer alırlar. Satellit hücreler iskelet kası öncül hücreleridir ve gerektiğinde kasa farklılaşabildikleri gibi satellit hücre havuzunu korumak için asimetrik bölünme ile satellit hücre olarak da kalabilirler. Normalde sessiz durumda beklerler fakat bir hasar durumu söz konusu olduğunda aktifleşip farklılaşmaya başlarlar. Yeni kas dokusu oluşturulması işlemine miyogenez adı verilir. Bu olay sırasında, satellit hücreler miyoblastlara farklılaşır ve miyoblastlar biraraya gelerek miyofiberleri meydana getirir. Miyogenezi düzenleyen birçok gen vardır ve bu genlerden her biri miyogenezin farklı bir aşamasında aktifleşmektedir. Genlerin artması ve azalması ile hücrelerin farklılaşma kapasiteleri belirlenmektedir. Peptit nanofiberler kendiliğinden biraraya gelerek oluşan çok moleküllü yapılardır ve rejeneratif tıp/doku mühendisliği alanında gelecek vaat eden moleküllerdir. Doku mühendisliğinde peptit tabanlı moleküllerin kullanılması geniş bir çalışma alanıdır ve kemik, kıkırdak, cilt ve sinir gibi birçok dokunun tedavi araştırmalarında kullanılmaktadır. İskelet kasında en fazla bulunan moleküllerden biri olması sebebi ile bu tez çalışmasında laminini taklit eden peptit molekülleri (LM/E-PA) tasarlanıp sentezlenmiştir. Biyoaktif grubu laminin molekülünü taklit edecek şekilde işlevsel hale getirilmiştir ve bu grup satellit hücre farklılaşmasını hızlandırmaktadır. Daha önce grubumuzda yapılmış olan bir çalışma da LM/E-PA molekülünün hücresel düzeyde kas farklılaşmasına destek olduğu gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında ise araştırmalar bir adım ileriye taşınarak malzemenin klinik önemi in vivo sıçan modeli üzerinde araştırılmıştır. Bulgularımız iskelet kasının yenilenme kapasitesinin arttığını ve buna bağlı olarak yenilenme süresinin kısaldığını göstermektedir. Bu çalışma, biyoaktif peptit nanofiberlerin akut kas hasarı üzerindeki doku ve molekül seviyesindeki iyileşmeye etkilerinin araştırıldığı ilk çalışmalardan biridir. Özet olarak, laminini taklit eden biyoaktif iskele sistemleri kas hasarına karşı yeni tedavi yöntemlerinin geliştirilmesinde gelecek vaat eden malzemelerdir.