İn-vitro hepatik organoid modelinin geliştirilmesi

Kanserden metabolizma hastalıklarına kadar karaciğer ilintili hastalıkların modellenmesi ve tedavi stratejilerinin geliştirilmesi önündeki en büyük engel hepatositlerin hücre kültürü ortamında verimli bir şekilde çoğaltılamamasıdır. Son yıllarda gelişim biyolojisi araştırmalarından öğrenilen bilgiler, embriyonik kök hücre (EKH) yada uyarılmış kök hücre gibi pluripotent hücrelerden (UPKH) in vitro koşullarda karaciğer hücrelerine farklılaştırma protokollerinin temelini oluşturmuştur. Ancak halen önemli sorun 2 boyutlu (2D) üretilebilen hepatositlerin yeterince işlevsel matür hepatosite benzememesidir. Bu noktada, hücre-hücre ve/veya hücre-matriks bağlantıları gibi çevresel faktörleri gerçeğine daha yakın olduğu, 3 boyutlu (3D) hücre kültürü modelleri önem kazanmıştır. Bu tez kapsamında, epizomal yeniden programlama ile elde edilen sağlıklı insan UPKH'lerden ilk olarak 2D ve sonrasında 3D organoid kültürü yapılarak hepatositler elde edildi ve her aşamada hücrelerin in vitro ve in vivo koşullarda karakterizasyonu yapıldı. 3D hepatosit organoidleri elde etmek için, UPKH'ler önce endoderme farklılaştırıldı ve akım sitometri aracılığıyla ayrımlanan EpCAM+ endoderm hücrelerinden, Huch's protokolünde kullanılan çeşitli büyüme faktörleri içeren expansiyon ortamı kullanılarak matrijel içerisinde organoid yapıları oluşturulması sağlandı. Son olarak organoidler yine uygun koşullarda hepatosite farklılaştırıldı. Endoderm kaynaklı hepatik organoidler (eHEPO)'in üretimi için ilk kez bu çalışma kapsamında geliştirilen yöntem, sonrasında bir üre döngüsü kalıtsal hastalığı olan ve argininosüksinat sentaz (ASS1) enzim eksikliğinden kaynaklanan Sitrulinemi Tip I'in modellemesi için kullanıldı. Sitrülinemi hastalarından elde edilen organoidler sağlıklı insanlardan elde edilen organoidlere göre, hastalığın patofizyolojisindekinin aynı şekilde amonyak eliminasyonunu gerçekleştiremediler ve mutasyon içermeyen ASS1 geni hasta kaynaklı organoidlerde aşırı eksprese edildiğinde fenotipin geriye döndüğü tespit edildi. Sonuç olarak bu çalışma ile ilk kez sitrüllinemi hastalığı için hastaya özgü UPKH'lerden karaciğer organoidlerinin oluşumu ortaya konulmuştur. Bu kişiselleştirilmiş UPKH-türevli organoid kültürleri, hastalık modelleme, ilaç taraması, rejeneratif tıpta kullanılma potansiyeline sahiptir. Anahtar Sözcükler: Organoid, UPKH, Sitrulinemi