Comparison of amniotic membrane (AM) transplantation and mesenchymal stem cell (MSC) transplantation in corneal alkaline burn-induced stem cell deficiency in rabbits

Abstract

Summary:The objective of this study was to compare the transformation of genus-specific rabbit bone marrow (BM)-derived MSCs into corneal epithelium with acellular AM and MSC transplantation. Alkaline burn-induced 3 rd degree limbal deficiency was created in 24 female rabbit eyes (including the cornea and the limbus). Each eye was administered 1N NaOH for 60 s with the use of 12-mm ring, and was then flushed with isotonic NaCl. The 24 rabbit eyes were divided into 3 groups, as follows: Group 1 (n = 8) had placenta-derived acellular AM, group 2 (n = 8) received no additional treatment, and group 3 (n = 8) had MSC (embedded in amniotic membrane) transplanted into the cornea. Group 3 was divided into 2 subgroups. In subgroup 3a marked MSC with DAPI [4,6,diamidino-2-phenylindole]) were used, and the rabbits were euthanized 12 d after transplantation, and their corneal blocks were examined with immunofluorescence microscopy. Subgroup 3b rabbits were euthanized 2 months after transplantation, and subgroup 3b, group 1, group 2 corneal blocks were evaluated histopathologically and immunohistochemically. The results were evaluated statistically. Conjunctivalization in group 3 was less severe than in groups 1 and 2. MSCs facilitated and accelerated the regeneration process in group 3. DAPI-positive MSCs were observed in the corneal endothelium, as well as in the inner nuclear layer of the retina in subgroup 3a. Cellular and acellular AM used for transplantation acted as barrier that prevented corneal perforation. MSCs had a beneficial effect on the regeneration process, and DAPI-marked MSCs were observed both in retina and cornea.Key words: Amniotic membrane, cornea, mesenchymal stem cell, rabbit.Tavşanlarda korneal alkali yanık ile oluşturulan kök hücre yetmezliğinde amniyotik membran (AM) ile mezenkimal kök hücre (MKH) transplantasyonunun karşılaştırılması Özet: Bu çalışmanın amacı tavşana özgü kemik iliği (KI) kaynaklı MKH'lerin kornea epiteline dönüşümü hücresiz AM ile MKH transplantasyonunun karşılaştırılmasıdır. Yirmi dört adet dişi tavşanın gözünde alkali yanık ile 3. derece limbal yetersizlik oluşturuldu (kornea ve limbusu da içeren). 12 mm çapında halka kullanılarak 1N NaOH her bir göze 60 sn boyunca uygulandı ve izotonik NaCl ile yıkandı. 24 adet tavşanın gözleri 3 gruba ayrıldı. Grup 1'e (n=8) plasenta kaynaklı hücresiz AM uygulaması, grup 2'de (n=8) ek bir tedavi uygulaması yapılmadı, grup 3'te ise (n=8) kornea da MKH (AM'a yerleştirilen) transplantasyonu gerçekleştirildi. Grup 3, 2 alt gruba ayrıldı (altgrup 3a'da bulunan MKH'ler DAPI ile işaretlendi (4,6,diamidino-2-phenylindole)). Altgrup 3a'da bulunan tavşanlara transplantasyondan 12 gün sonra ötenazi uygulandı ve bu tavşanlara ait korneal bloklar immunfloresan mikroskopta incelendi. Altgrup 3b'de bulunan tavşanlara ise transplantasyondan 2 ay sonra ötenazi uygulandı ve altgrup 3b ve 2. grubun korneal blokları 2 ay sonra histopatolojik ve immunhistokimyasal muayene ile değerlendirildi. İstatistiksel değerlendirmede tüm grupların erken ve geç dönem oftalmas...