Development and Characterization of Peptide Modified Bioactive Membrane for Regeneration of Corneal Endothelial Tissue

Because of the drawbacks related with the current corneal transplantation techniques such as donor shortage, rejection or disease transmission risk, there is still an urgent requirement in order to produce new treatments for regenerating corneal tissue. Specially, it is also necessary to overcome the problems related with the blindness and vision losses originating from damage to corneal endothelium. By considering these, corneal tissue engineering might possess an encouraging potential to ensure alternative and innovative approaches toward the development of effective corneal tissue equivalents. Peptides allow to the creation of biomimetic and bioactive material surfaces, thus peptide-modified scaffolds have become a popular subject of research in tissue engineering. Herein, our objective was to synthesize the corneal endothelium tissue-specific peptides, to conjugate these peptides on created polyvinyl alcohol (PVA)-xanthan gum (XG) membranes, to characterize the peptide conjugation and also to define the influence of those peptide conjugated structures on cellular viability to utilize in corneal endothelium tissue engineering.

Mevcut kornea transplantasyonu teknikleriyle ilgili donör eksikliği, ret veya hastalık
bulaşma riski gibi dezavantajlar nedeniyle, kornea dokusunun rejenerasyonu için yeni
tedavilerin üretilmesi için hala acil bir ihtiyaç bulunmaktadır. Özellikle, kornea
endoteli hasarından kaynaklanan körlük ve görme kayıplarına bağlı problemlerin de
üstesinden gelinmesi gerekmektedir. Bunları göz önünde bulundurarak, kornea dokusu
mühendisliği, etkili kornea dokusu eşdeğerlerinin geliştirilmesine yönelik alternatif ve
yenilikçi yaklaşımlar sağlama konusunda umut verici bir potansiyele sahip olabilir.
Peptitler, biyomimetik ve biyoaktif malzeme yüzeylerinin oluşturulmasına izin verir,
bu nedenle peptid ile modifiye edilmiş yapı iskeleleri, doku mühendisliğinde popüler
bir araştırma konusu haline gelmiştir. Burada, amacımız, kornea endoteli dokusuna
özgü peptitlerin sentezlenmesi, bu peptitlerin oluşturulan polivinil alkol (PVA)-
ksantan sakızı (KS) membranları üzerine konjuge edilmesi, peptit konjugasyonunun
karakterize edilmesi ve ayrıca kornea endotel doku mühendisliğinde kullanım için bu
peptit konjuge yapıların hücresel canlılık üzerindeki etkisinin tanımlanmasıdır. İlk
olarak, geliştirilen PVA-KS membranlar üzerindeki peptit konjugasyonunu
doğrulamak için, peptit konjuge numuneler Taramalı Elektron Mikroskobu (TEM),
Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDX), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi
Spektroskopisi (FTIR) ve X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) analizleri ile
karakterize edildi. Mevcut çalışmanın karakterizasyon sonuçları, sentezlenen
peptitlerin PVA-XG membranlara başarıyla konjuge edildiğini gösterdi. Ayrıca, bu
peptit ile modifiye edilmiş membranların insan kemik iliğinden türetilmiş mezenkimal
kök hücrelerin (iMKH'ler) canlılığı ve çoğalması üzerindeki etkisi, MTT analizi ve
Canlı/Ölü boyama tahliline göre değerlendirildi. Hücre canlılığı deneylerinin
bulguları, geliştirilen peptit konjuge membran yapılarının iMKH'ler üzerinde toksik
bir etkiye neden olmadığını ortaya koydu. Genel olarak, bu çalışmanın sonuçları,
biyoaktif peptit modifiye PVA-XG membranların, kornea endoteli doku mühendisliği
için kullanılma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, bu tez çalışmasının
bu tür sonuçlarının kornea endotelinin rejenerasyonu ile ilgili daha sonraki
araştırmalara yardımcı olacağına ve ışık tutacağına kuvvetle inanılmaktadır.