Demo site
Ekstremofil Biyolojisi ve Biyosensörler•Cilt 13, Sayı 1••18 dk okuma süresi

Hasarlı Kortikal Dokuların Onarımı İçin İpek Fibroini Destekli İletken Polimer Hidrojeller

Nöronal Akson Uzantılarını Yönlendiren 3B Biyo-Baskılı İletken Ağlar

Dr. Yaman Sarpel portresi
Dr. Yaman SarpelBilkent Üniversitesi UNAM, Nöromorfik Bilişim ve Donanım Grubu
Dr. Canan Erbilgiç portresi
Dr. Canan ErbilgiçSabancı Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Biyosensör ve Biyomalzeme Laboratuvarı
DOI:https://doi.org/10.5582/yorunge.2025.13.1.16
Biyouyumlu hidrojel iskele üzerinde büyüyen floresan parıltılı nöron hücre ağları

Konfokal lazer tarama mikroskobunda ipek fibroini iskelede nörit uzantılarının yönelimi. (Fotoğraf: Sabancı Üniversitesi Biyomalzeme Grubu)

Özet (Abstract)

Travmatik beyin hasarları ve omurilik yaralanmalarında akson iletim hatlarının kopması, merkezi sinir sisteminin sınırlı rejenerasyon kapasitesi nedeniyle kalıcı felçlere yol açmaktadır. Bu çalışmada, Bursa ipekböceği kozalarından saflaştırılan biyouyumlu ipek fibroini ile iletken polimer poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT:PSS) harmanlanarak 3 boyutlu biyo-yazıcı ile nöral doku iskeleleri üretilmiştir. Primer kortikal nöron kültürlerinde iskelenin elektriksel iletkenliği (12 S/m), aksiyon potansiyeli yayılımını ve aksonal dallanmayı %72 oranında hızlandırmıştır.

Öne Çıkan Bulgular ve Kuramsal Çıkarımlar

  • •İskele, kortikal nöronların aksonal uzantılarını belirlenen doğrultuda yönlendirmiştir.
  • •Enflamatuar mikroglia aktivasyonu kontrol gruplarına göre %60 daha düşük kalmıştır.
  • •Beyin-bilgisayar arayüzlerinde uzun ömürlü biyouyumlu elektrot kaplaması olarak kullanım potansiyeline sahiptir.

Nöral Arayüzlerde Biyo-Mekanik Uyum Sorunu

Geleneksel metalik elektrotlar veya rijit silikon sondalar, beynin son derece yumuşak (Young modülü E ~ 1-5 kPa) elastik yapısıyla mekanik uyuşmazlık gösterir. Mikro-hareketler glial skar oluşumunu tetikleyerek sinyal iletimini birkaç haftada keser.

İpek fibroini hidrojelleri ise beynin yumuşaklığına tam uyum sağlarken, yapıya katılan iletken PEDOT polimerleri nöronların elektriksel sinyallerini hücresel düzeyde köprülemeye olanak tanır.

İn-Vitro ve İn-Vivo Nöral Büyüme Sonuçları

Fare kortikal nöronlarıyla yapılan 21 günlük kültür testlerinde, elektriksel stimülasyon uygulanan iletken iskelelerde sinaptogenez belirteci sinaptofizin ekspresyonunun 3 kat arttığı gözlenmiştir.

Kaynakça ve Referanslar

  1. Erbilgiç, C. & Sarpel, Y. (2024). Conductive silk fibroin hydrogels for functional axonal regeneration. Biomaterials, 305, 122480.[DOI]
Anahtar Kelimeler:Doku Mühendisliğiİletken Hidrojelİpek FibroiniNöral RejenerasyonPEDOT:PSS

Aynı Disiplindeki Diğer Araştırmalar

Ekstremofil Biyolojisi ve BiyosensörlerCilt 14/1

Tuz Gölü Havzası Halofilik Bakteri Suşlarından Termostabil Polimeraz İzolasyonu

Doç. Dr. Neslihan Aksoy

Aşırı tuzlu ortamlarda (halofilik koşullar) evrimleşmiş mikroorganizmalar, hücresel proteinlerinin çökelmesini önlemek amacıyla yüksek oranda asidik amino asit kalıntıları içeren benzersiz yüzey şarj dağılımlarına sahiptir. Bu araştırmada, Tuz Gölü’nün güney kıyılarından toplanan tuz kabuklarından izole edilen Halorubrum sp. suşundan elde edilen yeni bir DNA polimeraz enziminin biyokimyasal kinetiği karakterize edilmiştir. Enzim, 4 M NaCl ve 85°C sıcaklıkta dahi %74 polimerizasyon verimini korumaktadır.

14 dk
111120
Ekstremofil Biyolojisi ve BiyosensörlerCilt 13/4

Marmara Denizi Çökellerinden İzole Edilen Mikrobiyal Biyokatalizörlerle PET Bozunma Kinetiği

Dr. Canan Erbilgiç

Denizel ekosistemlerde biriken mikroplastik partiküller, besin zincirinin en alt basamaklarına kadar sızarak kalıcı bir çevresel kriz yaratmaktadır. Bu çalışmada, Marmara Denizi’nin Çınarcık Çukurluğu’ndan 1.200 metre derinlik sedimentinden izole edilen soğuk-seven (psikrotolerant) bir Pseudomonas suşundan saflaştırılan modifiye PETaz enzimi incelenmiştir. Enzim kokteyli, 22°C oda sıcaklığında 72 saat içerisinde amorf PET filmlerinin ağırlığını %43 oranında azaltarak tereftalik asit (TPA) ve etilen glikole dönüştürmüştür.

15 dk
151350
Ekstremofil Biyolojisi ve BiyosensörlerCilt 13/2

İyonlaştırıcı Radyasyon Stresi Altındaki Deinococcus İzolatlarında DNA Çift Zincir Kırığı Onarım Mekanizmaları

Doç. Dr. Neslihan Aksoy

İyonlaştırıcı radyasyon, suyun radyolizi sonucu hidroksil radikalleri üreterek hücresel DNA omurgasında yüzlerce çift zincir kırığına (DSB) neden olur. Çoğu canlı hücrede birkaç kırık dahi ölümcülken, Deinococcus türleri binlerce kırığı dakikalar içerisinde hatasız birleştirebilmektedir. Bu makale, Anadolu kurak topraklarından izole edilen Deinococcus anatolica suşunda RecA bağımlı homolog rekombinasyon ve genişletilmiş sentez bağımlı iplik tavlama (ESDSA) yolaklarının transkripsiyonel kinetiğini aydınlatmaktadır.

15 dk
181410