1. Αποθετήριο Παραδοτέων Υποτρόφων Δράσεων ΕΣΠΑ Τριτοβάθμιας Εκπαίδευσης 2017-2023
2. Όλο το Αποθετήριο
3. Υποψήφιοι διδάκτορες

Τύπος:	Διδακτορική διατριβή
Τίτλος:	Βιοϊατρική και βιο-νανοτεχνολογική προσέγγιση εκφυλιστικών νοσημάτων
Συγγραφέας:	[EL] Πίτου, Μαρία[EN] Pitou, Maria
Επιβλέπων διατριβής:	[EL] Χολή-Παπαδοπούλου, Θεοδώρα[EN] Choli-Papadopoulou, Theodora
Συμβουλευτική επιτροπή:	[EL] Νικολακάκη, Ελένη[EN] Nikolakaki, Eleni [EL] Ντάφου, Δήμητρα[EN] Dafou, Dimitra
Μέλος εξεταστικής επιτροπής:	[EL] Λεωνίδας, Δημήτριος[EN] Leonidas, Demetres [EL] Παυλίδου, Ελένη[EN] Pavlidou, Eleni [EL] Αγγελή, Αμαλία[EN] Aggeli, Amalia [EL] Πατσαλάς, Παναγιώτης[EN] Patsalas, Panos
Ημερομηνία:	09/06/2020
Περίληψη:	Η οστεoαρθρίτιδα αποτελεί μια εκφυλιστική νόσο των αρθρώσεων που προοδευτικά οδηγεί σε καταστροφή του αρθρικού χόνδρου και απώλεια της λειτουργίας του. Οι πιο γνωστές θεραπευτικές προσεγγίσεις περιλαμβάνουν συνδυασμό μη φαρμακολογικών παρεμβάσεων, φαρμακευτικής αγωγής και στις σοβαρές περιπτώσεις χειρουργική επέμβαση. Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής πραγματοποιήθηκαν μελέτες με τεχνικές νανοτεχνολoγίας και μοριακής βιολογίας για την εύρεση βιοδεικτών στο αίμα που θα επιτρέψουν τη διάγνωση της νόσου καθώς και μελέτες κατασκευής ενός «έξυπνου» βιοϋλικού ικανού να επάγει την in vivo χονδρογένεση και να συμβάλει στη αποκατάσταση του κατεστραμμένου αρθρικού χόνδρου. Στο πρώτο μέρος μελετήθηκε η εύρεση διαγνωστικών βιοδεικτών στο αίμα. Συγκεκριμένα μελετήθηκε η έκφραση των γονιδίων COMP, ADAMTS-5 και ΤΙΜΡ-3 στο αίμα ασθενών και υγιών δοτών. Η COMP αποτελεί μια πρωτεΐνη-βιοδείκτη της πορείας της ασθένειας ωστόσο η έκφραση έχει μελετηθεί μόνο στο αρθρικό υγρό ή ιστολογικά στον αρθρικό χόνδρο. Όμοια και τα επίπεδα της μεταλλοπρωτεϊνάσης ADAMTS-5 έχουν μελετηθεί στο αρθρικό υγρό ενώ τα επίπεδα του αναστολέα των μεταλλοπρωτεϊνασών ΤΙΜΡ-3 δεν έχουν μελετηθεί. Τα αποτελέσματα μελέτης της έκφρασης των τριών γονιδίων έδειξαν πως και τα τρία γονίδια εκφράζονται περισσότερο στους ασθενείς από ότι στους υγιείς. Μάλιστα το γονίδιο της COMP φάνηκε να εκφράζεται περισσότερο από τα δύο άλλα γονίδια και η έκφραση του ήταν εξαρτώμενη από το στάδιο της νόσου, υποδεικνύοντας ότι στην έκβαση της νόσου διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο και τα κύτταρα του αίματος. Παράλληλα μελετήθηκε και η χρησιμότητα των miRNAs ως βιοδεικτών της νόσου. Επιλέχθηκαν δύο miRNAs, miR-93 και miR-223, που υπερπαράγονται κατά τη διάρκεια της νόσου και πραγματοποιήθηκε προσπάθεια ανίχνευσης τους στον ορό αίματος ασθενών και υγιών δοτών έπειτα από καθήλωση απταμερών σε νανοσωματίδια χρυσού. Χρησιμοποιήθηκαν βιολειτουργικά τροποποιημένα με απταμερή νανοσωματίδια χρυσού σε διάλυμα και σε επιφάνεια πυριτίου. Στην πρώτη περίπτωση η ανίχνευση ελέγχθηκε με παρατήρηση της μεταβολής του χρώματος των νανοσωματιδίων χρυσού και με φασματοσκοπία υπεριώδους-ορατού ενώ στη δεύτερη περίπτωση η ανίχνευση έγινε με φασματοσκοπία Raman. Tα αποτελέσματα έδειξαν πως και με τις δύο τεχνικές είναι δυνατή η ανίχνευση του miR-93 στο αίμα ασθενών αλλά όχι του miR-223. Στο δεύτερο μέρος μελετήθηκε η ικανότητα μικρών λειτουργικών επικρατειών του μετασχηματικού αυξητικού παράγοντα TGF-β1 να επάγουν την in vitro χονδρογένεση σε μονοδιάστατες και τριδιάστατες καλλιέργειες. Ενισχύθηκε το γονίδιο που κωδικοποιεί τμήμα της καρβοξυ-τελικής επικράτειας της πρωτεΐνης, υπερεκφράστηκε και καθαρίστηκε με στήλη νικελίου και με FPLC. Παράλληλα, σχεδιάστηκαν και συντέθηκαν δύο μικρότερα πεπτίδια της καρβοξυ-τελικής επικράτειας της πρωτεΐνης, τα οποία περιείχαν τα απαραίτητα για την πρόσδεση στον υποδοχέα αμινοξικά κατάλοιπα. Τα τρία διαφορετικού μεγέθους πεπτίδια μελετήθηκαν ως προς τη διαφοροποιητική τους ικανότητα με χρώση με Alcian Blue και με Q-PCR για το γονίδιο του κολλαγόνου τύπου ΙΙ (γονίδιο-δείκτης της χονδρογένεσης). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα το πεπτίδιο 8 παρουσίασε τη μεγαλύτερη διαφοροποιητική ικανότητα και μάλιστα τα αποτελέσματα ήταν καλύτερα στις τριδιάστατες καλλιέργειες. Eπιπρόσθετα, τα πεπτίδια καθηλώθηκαν και σε υδροπηκτές ζελατίνης τύπου Β και η μελέτη της διαφοροποιητικής τους ικανότητας έδειξε ότι το πεπτίδιο 8 επάγει σε μεγαλύτερο βαθμό την in vitro χονδρογένεση. Ταυτόχρονα μελετήθηκε και η έκφραση του γονιδίου της μεταλλοπρωτεϊνάσης ADAMTS-5, η οποία σύμφωνα με τη βιβλιογραφία αυξάνεται έπειτα από εξωγενή προσθήκη του TGF-β1. Στη προκειμένη περίπτωση τη χαμηλότερη έκφραση επέδειξε το πεπτίδιο 6 και αμέσως μετά το πεπτίδιο 8, υποδεικνύοντας ότι τα δύο μικρότερα πεπτίδια θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή ενός βιοϋλικού που αποσκοπεί στην αναγέννηση του αρθρικού χόνδρου. Osteoarthritis is a degenerative disease of the joints, that progressively leads to destruction and loss of function of the articular cartilage. The most well-known therapeutic approaches include a combination of non-pharmacological interventions, medication and, in serious cases, surgery. Within the framework of this doctoral thesis, studies were carried out to find biomarkers in the blood that would allow the diagnosis of the disease with nanotechnology and molecular biology techniques, as well as studies to construct an "intelligent" biomaterial capable of inducing in vivo chondrogenesis and contributing to regeneration of the articular cartilage. In the first part we studied possible blood biomarkers and particularly, the expression of COMP, ADAMTS-5 and TIMP-3 genes in the blood of diseased and healthy donors. COMP is a protein biomarker of the disease, but expression has only been studied in synovial fluid or histologically in articular cartilage. Similarly, the levels of metalloproteinase ADAMTS-5 have been studied in synovial fluid while the levels of metalloproteinase inhibitor TIMP-3 have not been studied. The results of a study of the expression of the three genes showed that all three genes are more expressed in patients than in healthy ones. Indeed, the COMP gene appeared to be more expressed than the other two genes and its expression was dependent on the stage of the disease, indicating that blood cells may play an important role in the outcome of the disease. The utility of miRNAs as biomarkers of the disease has also been studied. Two miRNAs, miR-93 and miR-223, upregulated during the progression of the disease were selected and we attempted to detect them in the blood serum of patients and healthy donors after the biofunctionalization of aptamers on gold nanoparticles. We used aptamer biofunctionalized gold nanoparticles in solution and on silicon surface. In the first case the detection was checked by observing the color change of the gold nanoparticles and by ultraviolet-visible (UV-Vis)spectroscopy while in the second case the detection was tested with Raman spectroscopy. Our data showed that both techniques can detect miR-93 in the blood of patients but not miR-223. In the second part, we investigated the ability of small functional domains of transforming growth factor TGF-β1 to induce in vitro chondrogenesis in onedimensional and three-dimensional cultures. The gene encoding a part of the protein's carboxyl domain was amplified, overexpressed and purified by nickel column and FPLC. At the same time, two smaller peptides of the protein’s carboxyl domain which contained the amino acid residues necessary for binding to the receptor were designed and synthesized. The three different sized peptides were studied for their differentiation ability with Alcian Blue staining and Q-PCR for the collagen type II gene (chondrogenesis marker gene). Our data showed that the octapeptide had the highest differentiation ability and the results were better in the three-dimensional cultures. In addition, the active peptides were also bound to gelatin B-type hydrogels and the study of their differentiation ability showed that octapeptide induces in vitro chondrogenesis to a greater extent. The expression of the metalloproteinase ADAMTS-5 gene which is reportedly increased after exogenous addition of TGF-β1 was also studied. In this case, the lower expression was demonstrated by the peptide 6addition and immediately after the peptide 8 addition, indicating that the two small peptides could be used to construct a biomaterial for articular cartilage regeneration.
Γλώσσα:	Ελληνικά
Τόπος δημοσίευσης:	Θεσσαλονίκη, Ελλάδα
Σελίδες:	214
Θεματική κατηγορία:	[EL] Ιατρική βιοχημεία[EN] Medical Biochemistry
Λέξεις-κλειδιά:	Οστεοαρθρίτιδα; Βιοδείκτες; Χονδρογένεση; Αυξητικός παράγοντας μετασχηματισμού β1; Osteoarthritis; Biomarkers; Chondrogenesis; Transforming Growth Factor β1
Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων:	© Μαρία Γ. Πίτου © Α.Π.Θ.
Όροι και προϋποθέσεις δικαιωμάτων:	Για λόγους δημοσίευσης το τεκμήριο δεν είναι σε ανοιχτή πρόσβαση για τα επόμενα 3 έτη
Διατίθεται ανοιχτά στην τοποθεσία:	https://www.didaktorika.gr/eadd/handle/10442/47784
Σημειώσεις:	«Το έργο συγχρηματοδοτείται από την Ελλάδα και την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού, Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση», στο πλαίσιο της Πράξης «Ενίσχυση του ανθρώπινου ερευνητικού δυναμικού μέσω της υλοποίησης διδακτορικής έρευνας» (MIS-5000432), που υλοποιεί το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών (ΙΚΥ)»
Εμφανίζεται στις συλλογές:	Υποψήφιοι διδάκτορες