Development of peptide based materials as a synthetic scaffold to mimic extracellular matrix

Peptid amfifil (PA) moleküllerinin kendiliğinden bir araya gelmesiyle elde edilen biyomalzemeler, farklı doku türlerinin doğal ortamlarını taklit ederek rejeneratif tıpta yeni terapötik yaklaşımlar getirme potansiyeli taşımaktadır. Kendiliğinden oluşan PA nanofiberlerin doğal hücre dışı matrisi (HDM) taklit etme yeteneği onları rejeneratif tıp uygulamaları için çekici kılmaktadır. Biyoaktif sinyaller taşıyan ve kendiliğinden oluşan peptit nano yapılar, sentetik HDM malzemeleri olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Malzeme-hücre etkileşimlerini geliştirmek amacıyla proliferasyon ve farklılaşma gibi hücresel aktivitelerin modülasyonu yoluyla hücre davranışını düzenleyen doğal HDM proteinlerinden türetilen kısa biyoaktif peptit sekansları materyallerin yüzeylerini biyoaktifleştirmede kullanılmıştır. Bu tezde, farklılaşma ve rejenerasyon amaçlarıyla doğal hücre dışı matrisi taklit edebilmek için PA nanofiberlerin gelişimi üzerine uygulamalar anlatılmıştır. Parkinson hastalığında (PH) potansiyel bir tedavi yaklaşımı olarak heparan sülfat ve laminin taklidi PA nanofiber kullanılmıştır. Bu biyoaktif PA nanofiberlerin, in vitro olarak 6-hidroksidopaminin neden olduğu SH-SY5Y hücrelerindeki ilerleyici hücre kaybını azalttığı ve sıçanlarda PH'nin nörokimyasal ve davranışsal sonuçlarını düzelttiği ve PH'nin tedavisinde umut verici yeni bir strateji sağladığı bulunmuştur. Bu nanofiberlerin ayrıca Schwann hücrelerinin canlılığı üzerinde etkili oldukları ve in vitro olarak bu hücrelerden sinir büyüme faktörü salımını arttırdığı gösterilmiştir. Sinir büyüme faktörünün yenilenen sinirde, sinir hasarının onarımı ve miyelinasyonunda önemli rolü olduğu için, bu çalışmada kullanılan biyoaktif epitoplar, yenilenen aksonların yol gösterici ipuçları olarak umut verici bir yaklaşım sunmaktadır. Tenascin-C, hem sinir hem de kemik dokusunda ortak olan, çok işlevli bir hücre dışı matris glikoproteinidir. Tenascin-C türevli epitop ile peptit nanofiberlerin biyoaktif hale getirilmesi ve üç boyutlu (3B) sistemde kullanılmasıyla, tenascin-C mimetik 3B hücre kültürü sisteminin sinir hücrelerinin doğal ortamını hem biyokimyasal hem de fiziksel yönleriyle taklit ettiği ve böylece iki boyutlu hücre kültürü modelleriyle in vivo ortamlar arasındaki boşluğu doldurduğu ve organogeneze ve doku morfolojisine daha akıllı yaklaşımlar getirdiği gösterilmiştir. Bu tez kapsamında tenascin-C mimetik nanofiberler mezenkimal kök hücrelerin (MKH) osteojenik farklılaşması için de kullanılmıştır. Bu nanofiberlerin, normal olarak osteojenik farklılaşma için gerekli olan dış biyoaktif faktörlerin yokluğunda ve yumuşak mekanik özelliklere bakılmaksızın MKH'lerin bağlanma, çoğalma ve osteojenik farklılaşmasını önemli ölçüde arttırdığı bulunmuştur.