The effect of basic fibroblast growth factor and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells on wound healing, epithelization and angiogenesis in a tracheal resection and end-to-end anastomosis rat model

Sıçan trakeal rezeksiyon ve uç uca anastomoz modelinde basic fibroblast büyüme faktörü ve yağ dokusundan elde edilen mezenkimal kök hücrelerin yara iyileşmesi, epitelizasyon ve anjiyogenez üzerine etkisi

Berkant ÖZPOLAT, Mehmet NİYAZ, Özer Aylin GÜRPINAR, Ebru Şebnem AYVA, Serkal GAZYAĞCI

Özet

Amaç: Bu deneysel çalışmada temel fibroblast büyüme faktörü, yağ dokusundan elde edilen mezenkimal kök hücre veya her ikisininkombinasyonunun sıçan trakeal rezeksiyon ve uç uca anastomoz modelinde yara iyileşmesi, epitelizasyon ve anjiyogenez üzerine etkisi araştırıldı. Çalışma planı: Çalışmanın ilk fazında mezenkimal kök hücreler, sıçan abdominal yağ dokusundan primer eksplant kültür tekniği ile izole edildi. Hücreler kültür kabının yüzeyini tamamen kapladıktansonra pasajlandı ve immünfloresan boyama tekniği kullanılarakkarakterize edildi. Bu hücreler in vivo uygulamada kullanılmak üzere donduruldu. Sıçanlar dört gruba ayrıldı: temel fibroblast büyüme faktörü (grup 1), mezenkimal kök hücre (grup 2), mezenkimal kök hücreve temel fibroblast büyüme faktörü (grup 3) ve kontrol grubu (grup 4).Sıçanlar 60. günde sakrifiye edildi ve anastomoz granülasyon doku oluşumu, darlık ve trakeokütanöz fistül oluşum varlığı makroskopik olarak; darlık, epitel rejenerasyonu, enflamasyon, kolajen oluşumu veneovaskülarizasyon mikroskobik olarak değerlendirildi. Bulgular: Enflamasyon çalışma gruplarında anlamlı düzeyde daha düşük iken (p= 0.004, p= 0.014, p= 0.004), kolajen oluşumu ve epitelrejenerasyonu kontrol grubuna kıyasla çalışma gruplarında anlamlı düzeyde daha yüksekti (p= 0.015, p= 0.022, p= 0.026 ve p= 0.002, p= 0.001, p= 0.002). Sonuç: Hem temel fibroblast büyüme faktörü hem de yağ dokusundan elde edilen mezenkimal kök hücreler, bu sıçan modelinde epitel rejenerasyonunu ve bağ doku oluşumunu artırdı. Bu hücreler trakeal rezeksiyon yapılan hastalarda cerrahi rezeksiyona adjuvan tedavi olarak kullanılabilir.

Abstract

Background: This experimental study aims to investigate whether basicfibroblast growth factor, adipose tissue-derived from mesenchymalstem cells, or a combination of both, has an effect on wound healing,epithelization and angiogenesis in a tracheal resection and end-to-endanastomosis rat model.Methods: During the first phase of the study, mesenchymal stem cellswere isolated by the primary explant culture technique from the abdominaladipose tissue of rats. When the cells became confluent, they were passagedand characterized by using immunofluorescence staining technique. Thecells were cryopreserved for an in vivo application. The rats were dividedinto four groups, including: the basic fibroblast growth factor (group 1), themesenchymal stem cells (group 2), the mesenchymal stem cells and basicfibroblast growth factor (group 3) and control group (group 4). The rats weresacrified at day 60 and the anastomosis was evaluated macroscopically forgranulation tissue formation, the stenosis and presence of tracheocutaneousfistula formation, and also microscopically for stenosis, epitheliumregeneration, inflammation, collagen formation and neovascularization.Results: The inflammation was significantly lower in the study groups(p= 0.004, p= 0.014, p= 0.004), whereas the collagen formation andepithelial regeneration were significantly higher in the study groups,compared to the control group (p= 0.015, p= 0.022, p= 0.026 and p= 0.002,p= 0.001, p= 0.002).Conclusion: Both basic fibroblast growth factor and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells increased epithelial regeneration andconnective tissue organization in this rat model. They may be used asan adjuvant therapy to surgical resection in patients undergoing trachealresection.