Development of 3D microfluidic platform in vitro disease modelling of macular corneal dystrophy

Kornea avasküler yapısıyla gözün dış kısmını korurken kırınım ve şeffaflık sağlayarak da görmeye yardımcı olur. Bu benzersiz doku yapısı glikozaminoglikan (GAG) ve kolajenden oluşan birliktelikle gözün dış kısmının sertliğini arttırmaktadır. Kornea distrofileri korneada bazı anomalilere sebep olan çoğunlukla nadir kalıtsal hastalıklardır. Maküler kornea distrofisi (MKD), N-asetilglukosamin-6-sülfotransferaz enzimini kodlayan CHST6 genindeki mutasyonlar nedeniyle oluşan anormal proteoglikan sentezinin görüldüğü otozomal resesif kalıtılan bir hastalıktır. Stroma keratositlerinde glikozaminoglikanların birikmesi korneada opaklaşmaya ve bu da görme bozukluğuna yol açar. MKD hastalığında korneanın yeniden şekillenmesinde görevli matriks metalloproteinaz (MMP) ailesinden ekstraselüler matrikte bulunan MMP1 ve MMP13 ün azaldığı gözlemlenmiştir. Güncel klinik yaklaşımlar daha çok nüks risklerinin elimine edilemediği kornea transplantasyonları üzerinedir. Bu çalışmada MKD'yi in vitro bir platformda oluşturarak mikroakışkan tekniklere hastalık modellemesi ve alternatif tedavi yaklaşımı olarak MMP enzimlerinin denenmesinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Primer insan kornea hücreleri izole edilerek, korneanın biyokimyasal ve mekanik özelliklerini taklit eden kolajen, polietilen glikol ve 2-metakriloiloksietil fosforil kolinden oluşan biyomühendislik ürünü bir hidrojel üzerine ekilmiştir. Hücre ekili hidrojeller, göz içi basıncına benzer dinamik koşullar sağlayan polimetil metakrilat (PMMA) ve polidimetilsiloksandan (PDMS) oluşan mikroakışkan çip yapısında sürekli laminer akış altında kültür edilmiştir. Uzun süreli kültür süresiyle 3′-fosfoadenosin-5′-fosfosülfatın (PAP'lar) kimyasal bir inhibitörü olan sodyum klorat kullanılmış ve sülfatlaşma inhibisyonunu sağlanmıştır. MKD ile ilişkili moleküler yanıtlar gen seviyesinde değerlendirilmiştir. Biyomühendislik teknikleri kullanılarak oluşturulan bu örnek hastalık modeli, MKD'nin daha iyi anlaşılması ve klinikte de kullanılabilecek alternatif yaklaşımların geliştirilmesi için uygun bir platform olacaktır. Anahtar Kelimeler: Mikroakışkan, Hastalık Modeli, Nadir Hastalık, Maküler Korneal Distrofi