Μελέτη της γήρανσης των κυττάρων του μεσοσπονδύλιου δίσκου

Διπλωματική Εργασία uoadl:2932229 83 Αναγνώσεις

Μονάδα:
Κατεύθυνση Εφαρμογές της Βιολογίας στην Ιατρική
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2021-01-08
Έτος εκπόνησης:
2021
Συγγραφέας:
Ντόγκα Χριστίνα
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Τρουγκάκος Ιωάννης, Καθηγητής Βιολογίας, Τμήμα Βιολογίας, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μελέτη της γήρανσης των κυττάρων του μεσοσπονδύλιου δίσκου
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Αγγλικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη της γήρανσης των κυττάρων του μεσοσπονδύλιου δίσκου
Περίληψη:
Οι μεσοσπονδύλιοι δίσκοι αποτελούν ινο-χόνδρινες δομές, οι οποίες παρεμβάλλονται μεταξύ των γειτονικών σωμάτων των σπονδύλων της σπονδυλικής στήλης και κάθε δίσκος αποτελείται από τον εξωτερικό ινώδη δακτύλιο, τη μεταβατική ζώνη και τον κεντρικό πηκτοειδή πυρήνα. Οι δίσκοι περιέχουν αραιό πληθυσμό κυττάρων και άφθονη εξωκυττάρια μήτρα, η οποία σχηματίζεται από ένα περίπλοκο δίκτυο ινών κολλαγόνου και πρωτεογλυκανών. Στον ινώδη δακτύλιο περιέχεται κυρίως κολλαγόνο τύπου Ι, ενώ στον πηκτοειδή πυρήνα περιέχονται κυρίως κολλαγόνο τύπου ΙΙ και πρωτεογλυκάνες, με κύριο εκπρόσωπο την αγκρεκάνη. Η υψηλή συγκέντρωση της αγκρεκάνης συμβάλλει στο υψηλό αρνητικό φορτίο της εξωκυττάριας μήτρας, ένας παράγοντας που σε συνδυασμό με άλλους (έλλειψη αγγείωσης, μειωμένη παροχή θρεπτικών και οξυγόνου, μειωμένο pH) συμβάλλει στο ιδιαίτερο από φυσικοχημικής άποψης περιβάλλον του μεσοσπονδύλιου δίσκου. Η υψηλή συγκέντρωση των κατιόντων, οι μηχανικές δυνάμεις και η μειωμένη ενυδάτωση του δίσκου οδηγούν σε συνθήκες υπερωσμωμοριακότητας. Πιο συγκεκριμένα, η ωσμωμοριακότητα αυξάνεται απότομα από τον εξωτερικό δακτύλιο προς τον πηκτοειδή πυρήνα, του οποίου η ωσμωμοριακότητα μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της ημέρας από τα 400 mOsm / kg H2O μέχρι και τα 550 mOsm / kg H2O, σε αντίθεση με τους περισσότερους ιστούς όπου η ωσμωμοριακότητα είναι σταθερή στα 300 mOsm / kg H2O.
Στο παρελθόν έχουμε δείξει ότι σε εκφυλισμένους και γηρασμένους μεσοσπονδύλιους δίσκους παρατηρείται υψηλό ποσοστό γηρασμένων κυττάρων. Από την άλλη, έχουμε επίσης δείξει ότι η έκθεση των κυττάρων του πηκτοειδούς πυρήνα του δίσκου σε υψηλή ωσμωμοριακότητα είναι γενωτοξική, δηλαδή προκαλεί βλάβες στο DNA, ενώ πλήθος μελετών συνηγορούν στο ότι η πρόκληση βλαβών στο DNA μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη κυτταρική γήρανση. Σε αυτή την κατεύθυνση, έχει πρόσφατα αναφερθεί, ότι η βραχύχρονη έκθεση κυττάρων πηκτοειδούς πυρήνα αρουραίου σε συνθήκες υπερωσμωμοριακότητας μπορεί να προκαλέσει πρόωρη κυτταρική γήρανση in vitro. Στην παρούσα εργασία, θελήσαμε να εξετάσουμε εάν το φαινόμενο αυτό επαναλαμβάνεται σε κύτταρα πηκτοειδούς πυρήνα βοός και ανθρώπου.
Αρχικά μελετήθηκε η επίδραση του ωσμωτικού στρες στη βιωσιμότητα βόειων και ανθρώπινων κυττάρων πηκτοειδούς πυρήνα και βρέθηκε ότι καθώς αυξάνεται η ωσμωμοριακότητα του θρεπτικού μέσου από τα 300 έως και τα 600 mOsm / kg H2O, μειώνεται το ποσοστό επιβίωσης των κυττάρων, ενώ τιμές ωσμωμοριακότητας μεγαλύτερες των 600 mOsm / kg H2O καθίστανται κυτταροτοξικές.
Ακολούθως, διερευνήθηκε η επαναλαμβανόμενη επίδραση του ωσμωτικού στρες στον πολλαπλασιασμό βόειων και ανθρώπινων κυττάρων πηκτοειδούς πυρήνα και παρατηρήθηκε ότι όταν τα κύτταρα εκτίθενται σε ωσμωτικό στρες παρουσιάζουν μειωμένη ικανότητα πολλαπλασιασμού σε σχέση με τις φυσιολογικές συνθήκες, ενώ όταν τα κύτταρα τοποθετηθούν και πάλι σε ισοωσμωτικό περιβάλλον, επαναφέρουν την ικανότητά τους για πολλαπλασιασμό, χωρίς όμως να την επαναφέρουν στα αρχικά της επίπεδα.
Στη συνέχεια, διερευνήθηκε η πιθανότητα επαγωγής πρόωρης κυτταρικής γήρανσης μέσω επαναλαμβανόμενου και παρατεταμένου ωσμωτικού στρες στον πηκτοειδή πυρήνα του μεσοσπονδύλιου δίσκου, χρησιμοποιώντας ως δείκτες την αναστολή του κυτταρικού πολλαπλασιασμού μέσω της ενσωμάτωσης βρωμοδεοξυουριδίνης, την ειδική της γήρανσης χρώση SA-β-Gal και την έκφραση μοριακών και βιοχημικών δεικτών της γήρανσης [δηλαδή τους αναστολείς των κυκλινοεξαρτώμενων κινασών p21CIP1/WAF1 και p16INK4Α, τη μεταλλοπρωτεάση 1 (MMP1) και τις πρωτεΐνες p38 MAPK και p53]. Εφαρμόστηκαν δύο πρωτόκολλα έκθεσης των κυττάρων σε συνθήκες υπερωσμωμοριακότητας: μία σύντομη έκθεση και μία μακροχρόνια έκθεση. Με τη χρήση και των δύο πρωτοκόλλων, παρατηρήθηκε μείωση της πολλαπλασιαστικής ικανότητας των κυττάρων, η οποία είναι αναστρέψιμη σε μεγάλο βαθμό κατά την επαναφορά των κυττάρων σε φυσιολογικές συνθήκες, χαμηλό ποσοστό ενσωμάτωσης της χρώσης SA-β-Gal, μια μικρή μόνο αύξηση των επιπέδων έκφρασης των γονιδίων των αναστολέων του κυτταρικού κύκλου p21 και p16, απουσία ενεργοποίησης των πρωτεϊνών-δεικτών της κυτταρικής γήρανσης p38 MAPK και p53. Αύξηση παρατηρήθηκε μόνο στην έκφραση της μεταλλοπρωτεάσης MMP1.
Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης έδειξαν ότι το ωσμωτικό στρες μειώνει την ικανότητα πολλαπλασιασμού των κυττάρων του πηκτοειδούς πυρήνα του δίσκου, όμως δεν οδηγεί σε πρόωρη κυτταρική γήρανση. Η μελέτη της μακροχρόνιας επίδρασης υπερωσμωμοριακών συνθηκών σε κύτταρα του μεσοσπονδύλιου δίσκου είναι υπό μελέτη στο εργαστήριό μας.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
μεσοσπονδύλιος δίσκος, πηκτοειδής πυρήνας, πρόωρη κυτταρική γήρανση, ωσμωτικό στρες, κυτταρικός πολλαπλασιασμός,
Ευρετήριο:
Όχι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
0
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
200
Αριθμός σελίδων:
128
Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία - Ντόγκα Χριστίνα.pdf (3 MB) Άνοιγμα σε νέο παράθυρο