Çip-üstü-meme kanseri modelinde bağışıklık hücrelerinin rolü
The role of immune cells in breast cancer-on-a-chip model
Yazar: YAĞMUR FİLİZ
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Tez çalışması kapsamında meme kanseri sferoid modeli geliştirilerek karakterize ve optimize edilmiş, çip-üstü-meme kanseri modelinde immün hücrelerin sirküle olan tümör hücreleri üzerindeki etkisiyle birlikte M1 ve M2 fenotiplerine polarizasyonu incelenmiştir. MDA-MB-231 ve MDA-MB-231/HUVEC hücrelerinden oluşan meme kanseri sferoidleri statik ve dinamik yöntemlerle oluşturularak morfoloji, canlılık ve fonksiyonalite açısından karakterizasyonları gerçekleştirilmiş ve optimum sferoidler temsili tümör mikroçevresine gömülerek tasarlanan mikroakışkan platforma alınmış, vasküler bariyer varlığında 14 gün boyunca perfüzyon akışa maruz bırakılmıştır. THP-1 hücrelerinin varlığında ve yokluğunda sirküle olan tümör hücre sayımı ve canlılık analizi, THP-1 hücrelerinin M1 ve M2 fenotipine polarizasyonu için ELISA analizi, vasküler bariyer ve sferoidlerin immünofloresan boyaması ile çip-üstü-meme kanseri modelinin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda morfoloji, canlılık ve fonksiyonalite açısından optimum meme kanseri sferoid yapısına dinamik koşullarda mikro yerçekimi altında MDA-MB-231/HUVEC hücreleriyle 7. günde ulaşılmıştır. Çip-üstü-meme kanseri modelinde 7. gün itibariyle sirküle olan tümör hücrelerinin varlığı gözlenmiş ve sirküle olan tümör hücrelerinin sayısı M1 fenotipine polarize olan THP-1 hücreleri varlığında azalırken M2 fenotipine polarize olan THP-1 hücreleri varlığında artmıştır. THP-1 hücreleri ilk 7 gün artan M1 fenotipi gösterirken kültür süresince 14. güne kadar kademeli olarak artan M2 fenotipi göstermiştir. M1 fenotipine polarize olan THP-1 hücreleri anti-tümör etki göstererek sferoid morfolojisi ve fonksiyonalitesini olumsuz etkilerken M2 fenotipine polarize olan THP-1 hücreleri sferoid morfolojisi ve fonksiyonalitesini destekleyerek pro-tümör etki göstermiştir.

Abstract:
The breast cancer spheroid model was developed, characterized, and optimized within the scope of the thesis study, and the polarization of immune cells to M1 and M2 phenotypes, as well as the effect of immune cells on circulating tumor cells, were investigated in the breast cancer-on-a-chip model. Breast cancer spheroids were formed under static and dynamic conditions, characterized in terms of morphology, viability, and functionality, and placed on a designed microfluidic platform by embedding the optimum spheroids in the representative tumor microenvironment and perfusing for 14 days in the presence of a vascular barrier. For the characterization of the breast cancer-on-a-chip model, circulating tumor cell count and viability analysis in the absence and presence of THP-1 cells, ELISA analysis for polarization of THP-1 cells to M1 and M2 phenotypes, and immunofluorescent staining of vascular barrier and spheroids were performed. The optimum breast cancer spheroid structure in terms of morphology, viability, and functionality was achieved on day 7 with MDA-MB-231/HUVEC cells under dynamic microgravity conditions. Circulating tumor cells was observed on day 7 in the breast cancer-on-a-chip model, and the number of circulating tumor cells decreased in the presence of THP-1 cells polarized to the M1 phenotype while increasing in the presence of THP-1 cells polarized to the M2 phenotype. THP-1 cells exhibited an increasing M1 phenotype during the first 7 days of culture, but a gradually increasing M2 phenotype until the 14th day. THP-1 cells polarized to the M1 phenotype showed an anti-tumor effect while negatively affecting spheroid morphology and functionality, whereas THP-1 cells polarized to the M2 phenotype showed a pro-tumor effect by promoting spheroid morphology and functionality.