Sonuç ve Öneriler

Çoklu (multiple) travma, birden fazla vücut alanı veya sistemde, kinetik, termal veya kimyasal enerjinin dokulara transferi sonucu oluşan yapısal doku hasarı olarak tanımlanmaktadır. İnsan vücudundaki (baş-boyun, göğüs, batın ve ekstremiteler) kabaca dört bölgeden en az iki bölgenin etkilendiği veya istisna olarak birden çok, büyük, uzun kemiğin kırıldığı travmalardır ve genç nüfusta mortalite ve morbiditenin en sık sebebidir (1,2,163). Gelişmiş ülkelerde; ciddi sosyoekonomik problemlere neden olabilen bu travmalarda ortaya çıkan morbiditenin sağaltımına yönelik bilimsel çalışmalara destek verilmektedir.

Anatomik yerleşim, fizyolojik parametreler ve yaralanma mekanizması travmanın ciddiyetini belirleyen üç temel kriterdir. Travmanın ciddiyetini belirlemek için çeşitli travma skorları tanımlanmıştır.

Travmaya yaklaşımda amaç, mortalite ve morbiditeyi azaltmaktır. Bu nedenle organ yaralanmasını erken dönemde tespit edip tedaviyi düzenlemek önemlidir. Hastaneye ilk başvuruda yapılan radyolojik tetkiklerin ayırıcı tanıda yetersiz kalabilmesi ve takiplerde hastaların genel durumlarının kötüye gitmesi, son yıllarda travma biyobelirteçlerine yönelik çalışmaları arttırmıştır (1–3).

Travmalarda pek çok biyobelirteç, hasar anı ve devam eden takip sürecinde açığa çıkmaktadır.

Kohort çalışmaları glial fibriler asit proteini (GFAP), nöron spesifik enolaz, S100B, tau proteini gibi pek çok biyobelirtecin travmada ölçülebildiğini göstermektedir. Fakat metodlardaki, cut-off değerleri, örnek alım zamanı ve klinik tahminleri yapan kişilerdeki farklılıklar sahada kullanımını kısıtlayan durumlardır (2).

Çalışmalar, santral sinir sistemi hasarı olgularında (travmatik beyin hasarı dahil) mezenkimal kök hücre tedavilerinin faydalı olabileceğini göstermektedir (3, 4). Çalışmamızda deneysel 3 sistemi etkileyen multiple travma modeli oluşturmayı amaçladık. Travmatik beyin hasarı, renal yaralanma ve ekstremite yaralanmasını deneysel olarak oluşturmayı hedefledik.

Bu çalışmada ratlara mezenkimal kök hücre uygulaması yaptıktan sonra biyobelirteçleri ölçerek ve histopatolojik olarak kök hücrenin doku iyileşmesi üzerindeki etkilerini araştırdık. Gelecekte; yüksek enerjili travma sonrası çoklu organ yaralanmalarında, cerrahi ya da konservatif tedaviler yerine; hastaların sağlık hizmetlerine ilk ulaştığı acil servislerden itibaren, mezenkimal kök hücre kullanımının uygulanabilirliğini sağlamak ve iyileşmenin

değerlendirilmesinde bakılacak olan spesifik biyobelirteçlerin ölçülmesi, iyileşme ile korelasyonlarının belirlenmesi ve tedavi protokollerinin oluşturulmasına katkı sağlamak amaçlanmıştır.

Literatür taramalarımız sonucunda görebildiğimiz kadarıyla, bu şekilde oluşturulmuş deneysel çoklu sistem travma modelinee (beyin hasarı, renal yaralanma ve ekstremite yaralanması) rastlanılmamıştır.

Literatürde birkaç klinik çalışma, bazı sitokin düzeylerinin organ disfonksiyonu, yaralanma derecesi ve ölümle ilişkili olduğunu doğrulamıştır. Bu da, çoklu yaralanmalardan sonraki prognozu tahmin etmek için yeni bir yaklaşım önermektedir (171–173). Ca+ bağlayıcı protein ailesinin üyesi olan S100B çeşitli hücrelerde eksprese edilirken hücre bölünmesi, proliferasyon, apopitoz ve inflamasyon dahil olmak üzere birçok yerel düzenleyici etkiye sahiptir (174,175). Kutanöz melanom ve meme kanseri olan hastalarda serum S100B düzeylerinin önemli prognostik değeri saptanmıştır (176,177). Beer ve arkadaşları inflamasyonun sistemik belirteçlerini serebrovasküler olay geçiren 57 hastada incelemişlerdir ve kanda ölçülen S100B değeri ile inflamasyon derecesinin ilişkili olduğunu belirtmişlerdir. S100B değerinin, beyinde oluşan lezyon boyutundan bağımsız olduğunu belirtmişlerdir (178). Vogt ve arkadaşları da domuzlar üzerinde yaptıkları çoklu travma çalışmasında S100B değerinin travma ile yükseldiğini ve tedaviye yanıt olarak düştüğünü belirtmişlerdir(179). Bizim çalışmamızda; hayvan modelinde çoklu travma oluşturarak S100B değerinin mezenkimal kök hücre tedavisine yanıtını inceledik.

Rapel tedavi alan grupların ölçümlerinde S100B değer olarak düşük çıkmasına rağmen istatistiksel olarak anlamlı sonuç elde edilemedi. İnflamasyonda rolü olduğu bilinen S100B değeri ile MKH tedavisi arasındaki ilişkinin, S100B’nin “cut-off” değerinin belirsiz olması nedeni ile travmanın daha erken dönemlerinde yapılan, daha sık ölçümlerle ortaya koyulabileceğini düşünüyoruz. Raabe ve arkadaşlarının yaptığı meta-analiz çalışması da bu düşünceyi destekler niteliktedir. Bu çalışmada; S100B’nin dolaşımdaki seviyesinin pik değere 20 dakika içinde çıktığı gösterilmekle birlikte maksimum hassasiyetin erken örnekleme ile elde edilebileceği belirtilmiştir (180).

Çoklu travmalarda kullanılabilecek bir diğer önemli biyobelirteç de NGAL’dir. NGAL, lipokalin ailesinin iyi bilinen bir üyesidir. Önceki çalışmalarda, böbrek hasarı varlığında NGAL seviyelerinde değişiklikler bildirilmiştir. İmmünohistokimyasal analizler, 3 saat süren iskemiyi takiben renal proksimal tübüllerde NGAL seviyelerinde artış olduğunu ortaya koymuştur. Bakal ve arkadaşlarının yaptıkları hayvan çalışması, NGAL'in künt böbrek travmasının erken tanınmasında önemli bir noninvaziv belirteç olduğunu doğrulamıştır (181).

Kadıoğlu ve arkadaşları, yaptıkları deneysel hayvan çalışmasında bardoxolone methyl’in akut böbrek hasarının iyileşme döneminde NGAL ile karşılaştırmalı olarak faydasını incelemişler ve NGAL konsantrasyonlarının sham grubuna göre akut böbrek hasarında anlamlı olarak daha yüksek olduğunu göstermişlerdir. Çalışmanın 24 saatlik bir süre zarfında yapılmasının uzun dönem için kısıtlılık yaptığını

belirtmişlerdir(182). Bizim çalışmamızda; travma sonrası yedinci günde NGAL düzeyi, travma oluşturulmayanlara göre daha yüksek çıkmıştır. Mezenkimal kök hücre gruplarında anlamlı olmamakla birlikte, salin verilen gruba göre rapel doz sonrasında NGAL seviyesinin daha düşük seviyelerde görülmesi ve daha fazla düşüş görülmesi tedavinin iyileşme üzerine faydalı olabileceğini ve tedavi takibinde kullanılabileceğini düşündürmüştür. Bizim çalışmamızda sadece iki farklı günde kan analizi yapmamız, delta değerlerinin belirlenebilmesi için yetersizdir. Bu durumun çalışmamızın kısıtlılığı olduğunu düşünmekteyiz. Daha sık ölçümlerin yapıldığı çalışmaların gerekli olduğunu düşünmekteyiz.

Böbrek iskemi/reperfüzyon hasarında; fonksiyonel (serum üre ve kreatinin), fibrotik (TGF-β1, NGAL) ve inflamatuar biyobelirteçlerin serum konsantrasyonlarında değişimler olur. IL-18 de nefrotoksisite sonucunda yükselen inflamatuar bir biyobelirteçtir. Rabab ve arkadaşları ratlarda renal iskemi/reperfüzyon hasarı oluşturdukları deneysel çalışmada, D vitamininin tedaviye yanıtını IL-18, NGAL, caspase-3, AngII, ACE-2, PPARγ and TGF-β biyobelirteçleri ile değerlendirmişlerdir.

Oluşturulan hasar sonrasında IL-18’in arttığını, tedaviden sonra 14. günden itibaren düşmeye başladığını belirtmişlerdir. Literatürde kemik iliği nakli sonrası IL-18 düzeyini değerlendiren çalışmalar vardır (117). Bizim çalışmamızda MKH ve saline verdiğimiz gruplar arasında IL-18 düzeyleri arasında anlamlı bir fark bulunmamıştır. Tedavi takibinde protokoller oluşturabilmek için daha kapsamlı çalışmalara ihtiyaç vardır.

Nöronal hasarın belirteçlerinden bir diğeri NSE’dır. Thelin ve arkadaşları, S100B ve NSE üzerinde yaptıkları bir çalışmada; S100B’nin genel olarak prognoz hakkında daha iyi fikir verdiğini, NSE’nin sadece mortalite hakkında fikir verdiğini belirtmişlerdir. Bunun yanında S100B değeri ekstrakraniyal yaralanmalardan da etkilenebilmektedir. Bu nedenle NSE, travmatik beyin hasarı olan çoklu travma hastalarında daha faydalı olabilir (183). Bizim çalışmamızda; salin verilen gruplar ile pozitif kontrol grubunda, yedinci ve 14. günlerde bakılan NSE değerinde artış(progresyon) görülürken, MKH verilen grupta tedaviye yanıt olarak NSE değerinin azaldığı görülmüştür. Bulduğumuz sonuç istatistiksel olarak anlamlı olmamakla birlikte, değerde düşüşün olması, tedavi yanıtının değerlendirilmesinde kullanılabileceğini düşündürmektedir. Sadece IV verilen gruba göre IV + IVK verilen grupta daha fazla düşüş olması da tedavinin uygulama yöntemi hakkında da fikir vermektedir. NSE’nin kandaki değeri yerine BOS’taki değerinin ölçülmesi, hemoliz halinde oluşabilecek yanlış pozitif sonuçları da engelleyebilir (184).

Kafa travması olan çoklu travma hastalarında, beyin fonksiyonunda önemli rol oynayan astrositlere özgü olan GFAP’ın, erken dönemde kullanılabilecek biyobelirteç olabileceği yönünde

çalışmalar artmıştır. Huang ve arkadaşları, yaptıkları deneysel hayvan çalışmasında travmatik beyin hasarı oluşumundan sonra serumda ve beyin omurilik sıvısında, GFAP seviyelerinin yükseldiğini görmüşlerdir (185). Woertgenve arkadaşlarının yaptığı deneysel çalışmada da travmatik beyin hasarı sonrasında, serum GFAP seviyelerinde yükselme tespit edilmiştir (186). Çalışmamızda, travmatik beyin hasarında tedavi sonrası GFAP düzeylerini araştırdık. Saline verdiğimiz grup ile MKH verdiğimiz grup arasında 7. gün GFAP düzeyleri benzerlik gösterirken; rapel tedavilerden sonra 14. gün alınan serum örnekleri farklılık göstermiştir. Saline alan grupta GFAP seviyeleri istatiksel olarak anlamlı derecede düşüş gösterirken, IV MKH verdiğimiz grupta GFAP seviyeleri aynı kalmış, IV+IVK olarak MKH verdiğimiz grupta GFAP seviyeleri artmıştır. Conti ve arkadaşlarının yaptıkları bir nörogenez çalışmasında; nöral kök hücrelerin, seruma maruz kaldıktan sonra GFAP pozitif hücrelere farklılaştığı gösterilmiştir (187). Krencik ve arkadaşlarının yaptığı bir çalışmada da insan pluripotent kök hücreleri (hPSC'ler) GFAP pozitif insan astrositlerine farklılaştırılmıştır (188). Paula ve arkadaşları da ratlarda oluşturdukları deneysel hipoksik beyin hasarı modelinde, kök hücre tedavisi sonrasında histolojik olarak hücrelerin astrositlere dönüştüğünü belirtmişlerdir (189). Bizim çalışmamızda, verdiğimiz rapel MKH uygulaması sonrası serumda GFAP düzeylerinin artması, vermiş olduğumuz MKH’lerin GFAP pozitif hücrelere dönüşmüş olabileceğini düşündürmektedir. Çalışmamızda GFAP artışı travmatik beyin hasarını göstermekle birlikte, MKH tedavisi takibinde GFAP’ın belirteç olarak kullanılabilmesi mümkün gözükmemektedir. Bu konuda farklı protokoller için daha fazla çalışma yapılması gerektiğini düşünmekteyiz.

Osteokalsin (OC), γ-karboksilasyona uğrayabilen, osteoblastlar tarafından salgılanan küçük bir proteindir ve osteoblast aktivitesi ile ilişkilidir. Kemik oluşumunu değerlendirmek için serum seviyeleri çalışmalarda kullanılmaktadır. Du ve arkadaşları yaptıkları deneysel hayvan çalışmasında simvastin tedavisinde serum biyobelirteçlerini araştırmışlar ve OC’nin serum konsantrasyonun 3 ay boyunca progresyon gösterdiğini bulmuşlardır. Ek olarak OC’nin osteogenezin ileriki aşamalarında kemik mineralizasyonuna katıldığını belirtmişlerdir (190). Ma ve arkadaşları, clerostin-antibody (Scle-ab) tedavisinin kemik oluşumu ve serum belirteçleri ile ilişkisini araştırmışlardır. Kemik histomorfometrisi ile eşzamanlı olarak, osteokalsinin serum seviyelerinin 3. haftada arttığını ve kemik anabolizmasının ilk aşamasını yansıttığını belirtmişlerdir (191). Bizim çalışmamızda gruplar arasında osteokalsin değerleri ile ilgili istatistiksel olarak anlamlı bir ilişki saptanmamıştır. Osteogenez aşamasından daha erken bir dönemde ölçümlerin yapılması, bizim çalışmamızın kısıtlılığı olarak görülmektedir. MKH’nin ostegenezi tetikleyip tetiklemediği, tedavi takibinde kullanılıp kullanılamayacağı yönünde daha uzun bir sürede ve daha sık ölçümlerle çalışmaların yapılması gerekmektedir.

Önemli bir enzim olan PLA2, inflamasyon ve doku hasarının patolojik değişiklikleri ile korelasyon göstermektedir. Sağlıklı bireylerle karşılaştırıldığında, akut pankreatit ve çoklu organ yetmezliği olan hastaların serumlarında daha yüksek PLA2 konsantrasyonuna sahip oldukları gösterilmiştir (192). Jing ve arkadaşları, alt ekstremite travması olan hastaların PLA2 düzeyinin ameliyattan önce ve ameliyattan sonraki ilk 24 saat boyunca arttığını ve ardından kademeli olarak azaldığını ortaya koymuştur. Bu nedenle PLA2, alt ekstremite travmalarının yaralanma derecesini belirlemede önemli bir göstergedir (193). Bizim çalışmamızda PLA2 değerleri MKH verilen grupta diğer gruplara göre anlamlı olmamakla birlikte daha düşük bulunmuştur. Deneklerde çoklu travma oluşturulmuş olması, spesifik biyobelirteç olarak değerlendirmemizi engellemektedir.

Polat ve arkadaşlarının tavşanlarda oluşturdukları deneysel tibia kırığı modelinde, kord kanından elde edilen kök hücreler deneklere verilmiştir. Kök hücre alan tavşanlarda histopatolojik olarak kırıkların daha erken iyileşmesi gözlenmiş, osteoblast ve osteoklast sayısında anlamlı bir artış tespit etmişlerdir (194). Koca ve arkadaşları, ratlarda uyguladıkları tibia kırığı ve karaciğer yaralanması içeren deneysel çoklu travma modelinde, MKH uygulamışlar ve MKH alan deneklerde daha yoğun osteoblast aktivitesi, daha fazla neovaskülarizasyon ve daha az nekroz oluşumu gözlemlemişler (195). Krumina ve arkadaşları yaptıkları deneysel çalışmada; kırıkların eşlik ettiği çoklu travma oluşturulmuş hayvanlarda, kök hücre tedavisi sonrasında histopatolojik incelemede daha fazla osteoblast ve yeni damarlanma izlemişlerdir (196). Bizim çalışmamızda da benzer olarak, salin ve MKH verdiğimiz gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı fark olmamakla birlikte, MKH verdiğimiz deneklerde iyileşmenin daha hızlı olduğunu tespit ettik.

Çalışmamızda MHK’lerin beyin doku iyileşmesi üzerine olan etkilerini histopatolojik olarak da değerlendirdik. Paula ve arkadaşları; yenidoğan ratlarda, hipoksik beyin hasarı oluşturarak, insan umblikal kordon kanından elde edilen kök hücrelerinin tedavideki rolünü araştırmışlardır. Histopatolojik olarak anlamlı derecede iyileşme tespit etmemelerine rağmen motor fonksiyonlarda iyileşme gözlemlemişlerdir (189). Xia G ve arkadaşları da yenidoğan ratlarda benzer bir çalışma yapmışlardır. İnsan umblikal kordon kanından elde edilmiş mezenkimal kök hücreleri intraserebral uygulamışlar ve nörolojik fonksiyonları değerlendirmiştir. Yapılan immünohistokimyasal çalışmalar kontrol grubuna göre kök hücre verilen grupta daha fazla iyileşme olduğunu göstermiştir. Ayrıca histokimyasal çalışmalar kök hücre tedavisi sonrası hasarlanmış serebral dokunun azaldığını göstermiştir. Hücrelerin astrositlere dönüştüğü ancak nöronlara dönüşmediği gözlenmiş ve bu sonuçlarla hipoksik iskemik beyin hasarlı yenidoğan ratlarda intraserebral olarak verilen umblikal kord kanından elde edilmiş mezenkimal kök hücrelerin, fonksiyonel iyileşmede faydalı etkiler ortaya koyduğu sonucuna varılmıştır (197). Brüstle ve arkadaşları, çalışmalarında, embriyonik kök hücre kaynaklı nöral prekürsörler vermişlerdir. Bu hücrelerin

intraventriküler nöroepitelyal yapıları oluşturdukları ve oligodendrosit, astrosit ve nöronlara farklılaştığını göstermişlerdir(198). Bizim çalışmamızda salin ve MKH verilen gruplar arasında histopatolojik olarak farklılık gözlemedik. Çalışmamızda nöron iyileşmesinde motor fonksiyon takibi yapmadık, bu çalışmamızın bir kısıtlığı olabilir ancak NSE ve GFAP ölçümleri ile beyin hücrelerinde iyileşme göstermeyi hedefledik.

Mezenkimal stromal hücrelerin (MSH) akut ve kronik böbrek hasarını tersine çevirebileceği gösterilmiştir (199). MSH'lerin güçlü antiinflamatuvar, antiapoptotik ve anti-fibrotik etkiler gösterdiği bilinmektedir ve bu nedenle parakrin etkileriyle hastalıkla ilişkili inflamasyonu ve fibrozisi azaltarak böbrek fonksiyonlarını dolaylı olarak iyileştirebilirler(200). Cavaglieri ve arkadaşları deneysel nefrektomi hayvan modelinde subkapsüler MKH uygulaması sonrasında, bir aylık süreçte akut böbrek hasarı bulgularının gerilediğini gözlemlemişlerdir (201). Bi ve arkadaşlarının farelerde oluşturdukları cisplatine bağlı deneysel böbrek hasarı modelinde, adiposit kaynaklı stromal kök hücreler intraperitoneal verilerek böbrek dokusundaki iyileşme incelenmiştir. Stromal hücrelerin, apoptozu sınırladığı ve endojen tübüler hücrelerin proliferasyonunu arttırdığını gözlemlemişlerdir (202). Bizim çalışmamızın sonuçları da literatürdeki diğer çalışmalara benzerdir. MKH verilen denekler diğer gruplarla karşılaştırıldığında; hücre dejenerasyonunun azaldığı ve rapel dozlarla da nekroz oluşumunun ve hemosiderin birikiminin daha da azaldığı tespit edildi.

Sonuç olarak bu çalışmada çoklu travma sonrasında mezenkimal kök hücre uygulamasının kemik doku iyileşmesini hızlandırdığı, böbrek hasarında nekroz oluşumunu azalttığı, hücre dejenerasyonunun ilerlemesini engellediğini saptadık. Doku iyileşmesi takibini klinikte takip edebilmek amacıyla serum biyobelirteçlerinin kullanılabileceği ön görülmüştür. Mezenkimal kök hücre uygulamasının klinikte kullanılabilmesi, doku iyileşmesinin tedavi ve takibi için rutin biyobelirteç kullanımı protokollerinin oluşturulması amacı ile daha fazla çalışma gerçekleştirilmelidir.