Μελέτη της επίδρασης συστατικών της εξωκυττάριας μήτρας στα μονοπάτια σηματοδότησης των χονδροκυττάρων

Γρατσία, Εμμανουέλα; Gratsia, Emmanouela

dc.contributor.author	Γρατσία, Εμμανουέλα	el
dc.contributor.author	Gratsia, Emmanouela	en
dc.date.accessioned	2016-12-09T10:55:38Z
dc.date.available	2016-12-09T10:55:38Z
dc.date.issued	2016-12-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44092
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.13545
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εξωκυττάρια μήτρα	el
dc.subject	Κυτταροκίνες	el
dc.subject	Χόνδρος	el
dc.subject	Φωσφοπρωτείνες	el
dc.subject	Αλγινικό οξύ	el
dc.subject	Extracellular matrix	en
dc.subject	Alginate	en
dc.subject	Cytokines	en
dc.subject	Phosphoproteins	en
dc.subject	Cartilage	en
dc.title	Μελέτη της επίδρασης συστατικών της εξωκυττάριας μήτρας στα μονοπάτια σηματοδότησης των χονδροκυττάρων	el
dc.title	Matrix induced alterations of signaling pathways in chondrocytes	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εμβιομηχανική	el
heal.classification	Bioengineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-02-04
heal.abstract	Ο αρθρικός χόνδρος είναι ένας τύπος υαλώδους χόνδρου που λειτουργεί ως συνδετικός ιστός των διαρθρωτικών οστών και των μεσοσπονδύλιων δίσκων. Ο αρθρικός χόνδρος είναι υψίστης σημασίας καθώς κατανέμει τις δυνάμεις και μειώνει την τριβή μεταξύ των αρθρώσεων, βοηθώντας έτσι στην κίνηση. Ωστόσο, λόγω της φυσιολογίας του - αποτελείται κυρίως από εξωκυττάρια μήτρα, λίγα κύτταρα και καθόλου αρτηρίες- έχει πολύ περιορισμένη ικανότητα αναγέννησης. Η μηχανική ιστών συνδυάζει ικριώματα, κύτταρα και βιοενεργά ερεθίσματα για τη δημιουργία λειτουργικών ιστών για τη θεραπεία των τραυματισμών του χόνδρου ή της οστεοαρθρίτιδας. Η συστηματική μελέτη της κυτταρικής σηματοδότησης είναι υψίστης σημασίας για την αποκάλυψη της αιτιολογίας των εκφυλιστικών ασθενειών, δεδομένου ότι οι κυτταροκίνες, οι χημειοκίνες και οι μεταλλοπρωτεινάσες είναι σημαντικοί φλεγμονώδεις μεσολαβητές. Σε αυτή τη μελέτη, ανθρώπινα οστεοαρθριτικά χονδροκύτταρα καλλιεργήθηκαν σε γέλες αλγινικού οξέος που ενήργησαν ως ικριώματα και ως φορείς των συστατικών της εξωκυττάριας μήτρας του χόνδρου και μελετήθηκε η πρωτεομική τους απόκριση. Τα συστατικά που μελετήθηκαν ήταν τα κολλαγόνο τύπου Ι, φιμπρονεκτίνη, θειική χονδροϊτίνη 6, η θειική χονδροϊτίνη Α και το υαλουρονικό οξύ, τα οποία συναντώνται είτε στο φυσιολογικό ή στον οστεοαρθριτικό χόνδρο. Τα χονδροκύτταρα καλλιεργήθηκαν στις γέλες για 11 ημέρες και για την πρωτεομική μελέτη συλλέχθηκαν κυτταροκίνες και φωσφορυλιωμένες πρωτεΐνες για 6 χρονικά σημεία: 1 ημέρα, 3 ημέρες, 5 ημέρες, 7 ημέρες, 9 ημέρες, 11 ημέρες μετά τον εγκλεισμό τους στις γέλες. Η έκκριση των κυτταροκινών και τα επίπεδα φωσφορυλίωσης των πρωτεΐνων μετρήθηκαν με τη μέθοδο Elisa μέσω σύζευξης μαγνητικών μικροσφαιριδιων. Επίσης κατά τη διάρκεια του πειράματος μετρήθηκε η βιωσιμότητα των χονδροκυττάρων μέσα στις γέλες του αλγινικού οξέος. Για την έκκριση των κυτταροκινών, τα δισκία αλγινικού οξέος με θειική χονδροϊτίνη 6 και φιμπρονεκτίνη εμφάνισαν σημαντική έκκριση των κυτταροκινών IL-6, IL-8 για όλα τα χρονικά σημεία γεγονός που υποδηλώνει φλεγμονώδη απόκριση. Όλοι οι τύποι των δίσκων αλγινικού, εκτός από τα δισκία αλγινικού οξέος με θειική χονδροϊτίνη 6 έδειξαν παρόμοια μειορύθμιση φολλιστατίνης στα χρονικά σημεία ημέρα 9 και ημέρα 11. Για τη φωσφορυλίωση πρωτεϊνών, το κολλαγόνο τύπου Ι και η θειική χονδροϊτίνη 6, ενεργοποίησαν πρωτεΐνες που συσχετίζονται με την επιβίωση και τη διαφοροποίηση, όπως ΑΚΤ1 , CREB1 και WNK1 αλλά επίσης και πρωτεΐνες σχετίζονται με φλεγμονώδη απόκριση, όπως οι IKBA και STAT6 . Αυτή η μέλετη έδειξε ότι συστατικά της εξωκυτταρικής μήτρας ενεργούν ως ερεθίσματα και έχουν σημαντικές επιπτώσεις όταν αναμιγνύονται με αλγινικό οξύ για την καλλιέργεια χονδροκυττάρων σε τρισδιάστατο περιβάλλον. Από τις μήτρες που μελετήθηκαν εδώ, το αλγινικό οξύ με θειική χονδροϊτίνη 6 και το αλγινικό οξύ με φιμπρονεκτίνη φαίνεται να έχουν την μεγαλύτερη επίδραση στην έκκριση κυτταροκινών ενεργοποιώντας μονοπάτια φλεγμονώδους αποκρίσεως, ενώ το αλγινικό οξύ με θειική χονδροϊτίνη 6 και το αλγινικό οξύ με κολλαγόνο τύπου Ι έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στην φωσφορυλίωση πρωτεϊνών ενεργοποιώντας μονοπάτια κυτταρικής επιβίωσης και πολλαπλασιασμού καθώς και φλεγμονώδους αποκρίσεως.	el
heal.abstract	Articular cartilage is a type of hyaline cartilage that works as a connective tissue of diarthrodial joints and intervertebral disks. Articular cartilage is of high importance as it distributes forces and reduces friction between joints, thus helping in movement. However, due to its physiology – it mainly consists of extracellular matrix, few cells and no blood vessels- articular cartilage has a very limited capability of self repair. Cartilage tissue engineering combines scaffolds, cells and bioactive stimuli to create functional tissue replacements to treat cartilage injuries or osteoarthritis. Systematic study of cell signaling is of the utmost importance for uncovering the etiology of degenerative diseases since cytokines, chemokines and metalloproteinases are major inflammatory mediators. In this study, human osteoarthritic chondrocytes were seeded in different alginate gels that acted as scaffolds and as carriers of cartilage’s extracellular matrix components and their proteomic response was measured. The components examined were collagen type I, fibronectin, chondroitin sulfate 6, chondroitin sulfate A and hyaluronic acid, which are found either in normal or osteoarthritic cartilage Chondrocytes were seeded for 11 days and cytokines and phosphorylated proteins were collected for 6 time points: day1, day3, day5, day 7, day 9 and day 11 after seeding. Cytokine secretion and protein phosphorylation levels were quantified using Microbead Sandwich Elisa Method. Viability during the experiment was also measured using the Hemocytometer. For cytokine secretion, alginate disks with chondroitin sulfate 6 and fibronectin showed significant IL-6, IL-8 secretion for all timepoints which suggest inflammatory response. All types of alginate disks, except alginate with chondroitin sulfate 6 showed a similar downregulation of follistatin in day 9 and day 11. For protein phosphorylation, collagen type I and chondroitin sulfate 6, both triggered proteins that are correlated with surviving and differentiation, such as AKT1, CREB1 and WNK1 but also proteins correlated with inflammatory response such as IKBA and STAT6. In conclusion, extracellular matrix components, do act as stimuli and have important effects when mixed with alginate for chondrocyte culture in a 3D gel environment. From the components studied here, chondroitin sulfate 6 and fibronectin seem to have the greatest effect for cytokine secretion, upregulating inflammation pathways while chondroitin sulfate 6 and collagen type I have the greatest effect on protein phosphorylation, upregulating both inflammation pathways and pathways for survival and proliferation.	en
heal.advisorName	Αλεξόπουλος, Λεωνίδας	el
heal.committeeMemberName	Κέκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Τόπακας, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	57 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true