EK-11 Sonuç Raporu Formatı
ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ
SONUÇ RAPORU
Farklılaşmada Rol Alan Hücre İçi Sinyal Moleküllerinin Zaman Bağımlı Değişimlerinin Saptanması Prof. Dr. Alp Can
Prof. Dr. Özgür Çınar Uzm. Dr. Ferda Topal Çelikkan 17A0230001
05.01.2017 - 05.01.2019 08.01.2019
Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara - 2019
EK-11 Sonuç Raporu Formatı
I. Projenin Türkçe ve İngilizce Adı ve Özetleri
Türkçe Adı Farklılaşmada Rol Alan Hücre İçi Sinyal Moleküllerinin Zaman Bağımlı Değişimlerinin Saptanması
:
İngilizce Adı : Time-based, Live Cell Detection of Intracellular Signaling Molecules During Differentiation
Özetleri : I. Kök hücrelerin, bundan türeyen ara hücrelerin (çoğalan geçici hücreler) ve sonuna kadar farklılaşmış hücrelerin farklılaşması aşamaları bir dizi hücre içi sinyal mekanizmalarının sayesinde gerçekleşmektedir. İç ve dış faktörlerin etkisiyle ortaya çıkan sinyal ileti sistemi hücrede son derece hızlı ve değişkendir;
hücrenin işlevini ve kaderini belirleyen en temel mekanizmalardan birisidir. Bu değişimleri gerçek-zamanlı ve zaman aralıklı olarak izlemek ve kaydetmek günümüz teknolojisiyle mümkün hale gelmiştir. Mikroelektroniğin optik ile olan bileşimi sayesinde günümüzde hücrelerden 3-boyutlu optik kesitler alınmakta ve bunlar zamana bağlı olarak yüksek veri girişiyle kaydedilmekte ve analiz
edilmektedir. Böylece bilimsel güvenilirliği yüksek olan araştırmalar yapılmakta ve saygın, etki faktörü yüksek dergilerde bu çalışmaların yayımlanması
amaçlanmaktadır.
Anabilim Dalımızda 1996 yılında kurulan ve Türkiye’nin ilk konfokal mikroskobu olan LSM 510 meta sistemi bu amaca ulaşmamızda bize oldukça yardımcı olmuş;
elde edilen veriler geçtiğimiz 20 yılda çok sayıda yayına, patente dönüşmüş; bu konuda 2 kez kurs düzenlenmiş ve çok sayıda ulusal ve uluslararası üniversiteyle iş birlikleri gerçekleştirilmiştir (Tablo 1).
2016 yılı itibariyle yoğun olarak çalıştığımız anabilim dalımızda hizmet vermekte olan konfokal sisteminin teknik desteği sona ermekte ve firma bundan sonra parça ve onarım desteği veremeyeceğini bildirmektedir. Dolayısıyla, bugüne kadar üç kez güncelleme geçiren bu sistemin bundan sonraki arızalanması
onarılamayacaktır. Buna koşut olarak, geçen 20 yıl zarfında gelişen hücre analiz teknolojisi, ister istemez bu cihazın teknoloji ve veri sağlama bakımından eski kalmasına neden olmuş, güncel teknolojiyi kullanan merkezler doğal olarak bilim arenasında öne geçmeye başlamıştır. Bu kapsamda bir altyapı destek projesi olarak tasarlanmış bulunan bu projeyle üniversitemize kazandırılması hedeflenen “süper rezolüsyon konfokal mikroskopi sistemi” ile laboratuvar çalışma grubumuzun halen üzerinde çalıştığı kök hücre ve üreme biyolojisine ilişkin araştırmalar ivme kazanarak bundan sonra da bilimsel üretim ve bilgi birikimine doğrudan katkı sağlamak bakımından önemli bir güç olacaktır.
Önümüzdeki 20 yıl için üniversitemizin bilim ve araştırma misyonu için önemli bir kazanım olacak olan bu cihazla, kısa vadede, hali hazırda yürütülmekte olan ve ayrıca destek sağlamak için projeleri TÜBİTAK’a sunulma aşamasında olan çalışmaların yapılması planlanmakta; orta ve uzun dönemdeyse geçmiş yıllarda olduğu gibi gerek üniversitemizin farklı bölümleriyle gerekse de yurt içi ve yurt dışı çeşitli üniversitelerle yapılacak işbirliği çalışmalarında pek çok bilimsel çalışmaya katkı sağlanmış olacaktır.
Anabilim dalımızda, Prof. Dr. Alp Can yürütücülüğünde sürmekte olan ve çok merkezli iş birliği içinde yürütülmekte olan 2.450.000 TL bütçeli T.C. Sanayi Bakanlığı destekli SANTEZ 0741-STZ-2014 numaralı projesinde insan göbek kordonu mezenkimal kök hücrelerinin (iGK-MKH) hipoksik ve normoksik ortamda davranışına ilişkin çalışmalar sürdürülmektedir. Bu çalışmalarda, hasarlı ve hipoksik durumdaki insan miyokard dokusuna nakledilen iGK-MKH’lerin, bu şartlar altında göstermekte olduğu hücre içi gen ve protein değişiklikleriyle bunun hücrelerin immün modülasyondaki rolünde ortaya çıkabilecek olası değişikliklerin in vitro ortamda incelenmesi yapılmaktadır. Bu çalışmalara, klinik uygulama aşamasındaki iGK-MKH’lerin, tıpkı bir ilacın farmakokinetiğinin ve
farmakodinamiğinin saptanması gibi, kinetik ve dinamik davranışlarının ortaya konması, ilerde bu hücrelerin ulusal ve uluslararası kullanımının yolunu açarak sanayiye bir kazanım sağlayacak “off the shelf” olarak adlandırılan hale getirilmesi bakımından çok önemli olacaktır. Hücrelerin in vitro ortamdaki bu dinamiklerini belirlemek ve ilerde uygun onayların alınmasını izleyen post-mortem in vivo durumlarının da belirlenmesi, alınacak patent ve teliflerden dolayı gerek üniversitemiz gerekse de yurt dışına pazarlanarak ülkemiz için bir kazanım
olacaktır.
Yine önerilen projenin araştırmacılarından ve anabilim dalımız öğretim üyelerinden Doç. Dr. Özgür Çınar yürütücülüğünde, spermatozoonlarda fertilizasyonu etkilediği düşünülen Izumo-1 ve PLC-zeta gibi proteinlerin
yoğunluk ve yaygınlığıyla ve bunların infertiliteyle ve sperm DNA sağlamlığıyla ilişkileri incelenmektedir (TÜBİTAK 213S019 nolu proje desteğiyle). Buna koşut olarak bir doktora öğrencisinin tez araştırması olarak yürütülmekte olan bir diğer projede erkek kaynaklı infertilite olgularında testiküler sperm ekstraksiyonu (TESE) sonrası kalan spermatogonyal kök hücrelerin (SKH) varlığı
araştırılmaktadır (BAP 15L0230006). Hali hazırda sunulan alt yapı projesi kapsamında üniversitemize kazandırılması hedeflenen cihaz ile spermatogonyal kök hücre belirteçleri olan DDX-4, VAZA, MAGE-A4, UTF-1 gibi proteinlerinin hücre içi lokalizasyonları ve farklılaşma sürecinde bunların değişimlerinin ileri düzeyde incelenmesi planlanmaktadır. Spermatozoon gibi vücudun en küçük hücrelerinden birinin ve bu hücredeki proteinlerin incelenmesi için süper
rezolüsyona gereksinim söz konusudur. Şu ana kadar elde edilen bulgular ışığında TÜBİTAK’a yeni bir araştırma projesi verilmesi aşamasına gelinmiştir. Bu proje kapsamındaysa primordiyal germ hücrelerinin (PGH) ovosit ve spermatozoona farklılaşmaya başlama aşamaları araştırılacak olup planlanan bu araştırmada, sunulan alt yapı projesinde alınması ön görülen yüksek çözünürlüklü lazer başlıklı taramalı mikroskopun sağlayacağı 100 nm’ye kadar çıkabilen çözünürlük
sağlayabilecek konfokal tarama başlıklı bir mikroskop önemli olacaktır.
Özetle teknolojik gelişimlere koşut olarak geliştirilmiş bu sistemle hem hali hazırda yürütülmekte olan projelerden elde edilecek sonuçlar daha değerli bir nitelik kazanacak, hem de ilerdeki çalışmalarımız için önemli bir yatırım olacaktır.
Böylece üniversitemizin bilim üretme gücüne katkıda bulunulacaktır.
Mevcut hücre ve doku çalışmalarında bugüne kadar erişilemeyen çözünürlüğe (yaklaşık 110 nm) ulaşmak ve analizleri buna göre gerçekleştirmek;
Hücrelerden gerçek zamanlı (real time) ve uzun süren (5-7 gün süreyle) zaman aralıklı (time-lapse) kayıtlar alarak fizyolojik ve patolojik süreçleri daha iyi anlamak; bunun yanı sıra optimum in vitro koşulları saptamak;
Üniversitemize yeni teknolojinin elverdiği ölçüde bir süper rezolüsyon lazer taramalı konfokal sistemi kazandırmak ve bundan sonraki süreçte halen sürmekte olan gerek üniversitemizin çeşitli bölümleriyle gerekse yerli ya da yabancı üniversitelerle iş birliklerini artırmak ve yenilerini eklemek.
II. Amaç ve Kapsam
Lütfen Ekler Listesinde verilen 2 adet SCI yayınına bakınız. Bunlardan ilk sıradaki makale Cytotherapy dergisinin Ocak 2019 sayısında kapak olmuştur.
Ayrıca EMBO Journal dergisine 1 adet çalışma gönderilmiştir.
III. Materyal ve Yöntem
Lütfen ekte verilen 2 adet SCI yayınına bakınız. Ayrıca EMBO Journal dergisine 1 adet çalışma gönderilmiştir.
IV. Analiz ve Bulgular
V. Sonuç ve Öneriler
Sonuç olarak; Ankara Üniversitesi Tıp Fakültesi Histoloji ve Embriyoloji Anabilim Dalında
kullanıma açılan süper çözünürlük mikroskopi sistemi geçtiğimiz 2 yıl içinde olduğu gibi kesintisiz olarak bundan sonraki çalışmalarda da kullanılmaya devam edilecektir.
VI. Geleceğe İlişkin Öngörülen Katkılar
Bu amaç doğrultusunda yakın zamanda TÜBİTAK 1001 projeleri kapsamında üç adet proje sunulmuş (birisi üniversite dışından ortak çalışma); sonuç beklenmektedir. Yanı sıra Mart 2019 döneminde de yine üniversitesi dışından ortak bir çalışma olmak üzere 1001 projeleri kapsamında bir proje daha sunulacaktır.
VII. Sağlanan Altyapı Olanakları ile Varsa Gerçekleştirilen Projeler Lütfen ekte verilen 2 adet SCI yayınına bakınız.
VIII. Sağlanan Altyapı Olanaklarının Varsa Bilim/Hizmet ve Eğitim Alanlarındaki Katkıları Kurulan altyapı ile 4 adet yeni YL ve doktora öğrencisi tez çalışmalarını yürütmektedir.
1. Celikkan FT, Mungan C, Sucu M, Ulus AT, Cinar O, Ili EG, Can A. Optimizing the transport and storage of current Good Manufacturing Practice-grade human umbilical cord mesenchymal stromal cells for transplantation. Cytotherapy. 2018 Nov 16. pii: S1465-3249(18)30666-2. doi:
10.1016/j.jcyt.2018.10.010.
2. Dehghani A, Karatas H, Can A, Erdemli E, Yemisci M, Eren-Kocak E, Dalkara T. Nuclear expansion and pore opening are instant signs of neuronal hypoxia and can identify poorly fixed brains. Scientific Reports 8; 14770, 2018.
IX. Kaynaklar
a) Mali Bilanço ve Açıklamaları:
X. Ekler
Bkz. Ödenekler Tablosu.
Söz konusu altyapı destek projesiyle satın alımı yapılan sistem AÜTF Histoloji ve Embriyoloji Anabilim Dalı’nda bulunan ve elektrik, havalandırma ve jeneratör açısından özel olan bir mekâna yerleştirilmiş ve halen burada kullanılmaktadır.
b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar:
c) Teknik ve Bilimsel Ayrıntılar (varsa Kesim III'de yer almayan analiz ayrıntıları):
d) Sunumlar (bildiriler ve teknik raporlar) (Altyapı Projeler için uygulanmaz):
SCI Yayınları
1. Celikkan FT, Mungan C, Sucu M, Ulus AT, Cinar O, Ili EG, Can A. Optimizing the transport and storage of current Good Manufacturing Practice-grade human umbilical cord mesenchymal stromal cells for transplantation. Cytotherapy. 2018 Nov 16. pii: S1465-3249(18) 30666-2. doi: 10.1016/j.jcyt.2018.10.010.
2. Dehghani A, Karatas H, Can A, Erdemli E, Yemisci M, Eren-Kocak E, Dalkara T. Nuclear expansion and pore opening are instant signs of neuronal hypoxia and can identify poorly fixed
brains. Scientific Reports 8; 14770, 2018.
Uluslararası Bildiriler
3. Dehghani A, Karatas-Kursun H, Can A, Yemisci-Ozkan M, Eren Kocak E, Dalkara T.
Fluorescent biomarkers as reporters of poor quality transcardial perfusion-fixation in frozen brain sections. A much needed tool for experimental neuroscience. Neuroscience 2017, Washington DC, A.B.D. 11-15 November 2017.
4. Can A, Ulus A, Celikkan Topal F, Mungan C, Sucu M, Kurtoglu M, Şimsek E, Cinar O.
Preliminary results of the human umbilical cord mesenchymal stromal cell (HUC-MSC)
transplantation in myocardial ischemia (HUC-HEART Trial). T-1224, International Society for Stem Cell Research (ISSCR) Annual Meeting, Boston, USA, June 14-17, 2017.
Ulusal Bildiriler
5. Kahveci S, Çelikkan TF, Sucu M, Mungan C, Cinar Ö, Can A. HeLa Hücrelerinde Mikrotübülüs, F-aktin ve Çekirdek İmmün Boyamasının Farklı Fiksatiflerle Karşılaştırması: Süper Çözünürlük Mikroskobu Çalışması. 14. Ulusal Histoloji ve Embriyoloji Kongresi, Antalya, 10-13 Mayıs 2018.
6. Sucu M, Çelikan F, Kahveci S, Mungan C, Can A. cGMP koşullarda üretilen insan göbek kordonu mezenkimal kök hücrelerinde (iGK-MKH) PFA ve gliyoksal fiksasyonunun morfolojik etkisi. 14. Ulusal Histoloji ve Embriyoloji Kongresi, P160, S79, Antalya, 10-13 Mayıs 2018.
7. Mungan C, Özgür Gökay E, Can A. Miyokard enfarktüsü geçiren ve kalp kasına kök hücre nakli yapılan bireylerin yaşam kalitesinin değerlendirilmesi. 14. Ulusal Histoloji ve Embriyoloji Kongresi, P129, S57, Antalya, 10-13 Mayıs 2018.
e) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler (Altyapı Projeler için uygulanmaz):
