Hepatosellüler karsinom tedavisinde doksorubisin-melanin etkileşiminin incelenmesi
Investigation of doxorubicin-melanin interaction in hepatocellular carcinoma treatment
Yazar: YAREN ARKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GİZEM KALELİ CAN ; DR. BUĞRA AYAN
İzmir Demokrasi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Kanser, dünya genelinde ölüm nedenlerinin önde gelenlerinden biri olmakla 
beraber hepatosellüler karsinom (HCC) ise kanser türlerinden en yaygın olarak 
karşılaşılan karaciğer kanseri türlerinden birisidir. HCC prevalansı günümüzde 
gittikçe artmakta olduğu için, erken teşhis ve etkili tedavi yöntemlerinin 
geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Doksorubisin, birçok kanser türünün 
tedavisinde yaygın olarak kullanılan çok güçlü bir kemoterapi ilacıdır. 
Deoksiribonükleik asitte (DNA) bağlanarak kanser hücrelerinin büyümesini ve 
bölünmesini durdurması yönünden sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak kardiyo toksisite 
ve diğer ciddi yan etkileri, ilacın klinikteki kullanımını sınırlamaktadır.
Melaninler, biyolojik sistemlerde radikal temizleme ve radyasyondan koruma 
gibi çeşitli ve kritik rollere sahiptir. Fakat aynı zamanda insan vücudunda 
bulunmakta olan bu melaninler doksorubisin ile etkileşim içerisine girerek ilacın 
salınımını ve etkinliğini etkilemektedir. Melaninlerin, doksorubisin bağlanmasını ve 
bu bağlanmanın ilacın biyoyararlanımını nasıl etkilediği konusundaki bilgiler 
sınırlıdır.
Bu çalışmanın amacı, doksorubisin ile melaninlerin arasındaki ilişkinin 
açıklanması ve ilacın etkinliği üzerindeki etkisinin gösterilmesidir. İlk olarak, 
melaninlerle doksorubisinler in vitro olarak etkileşime bırakılmış ve ardından 
bağlanma ve salım kinetikleri incelenmiştir. Bu deneylerde melaninlerin, 
doksorubisin moleküllerini nasıl bağladığı ve bu bağlanmanın kinetiği detaylı bir 
şekilde analiz edilmiştir. Daha sonra salım kinetikleri 5 gün boyunca incelenmiş ve 
doksorubisinlerin günlük salım ölçümleri alınmıştır.
Ardından, hücre kültürü deneyleri için HepG2 hücre hatları kullanılarak 
melaninlerin, doksorubisinlerin ve melanin-doksorubisin komplekslerinin hücreler 
üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu deneyler, melaninlerin doksorubisin etkinliğini 
nasıl modüle ettiğini ve kanser hücreleri üzerindeki sitotoksik etkilerini
değerlendirmek amacıyla yapılmıştır. Hücre proliferasyonu, apoptoz ve hücresel 
toksisite gibi parametreler detaylı olarak incelenmiş ve sonuçlar tartışılmıştır.
Elde edilen bulgular, melanin-doksorubisin etkileşiminin anlaşılmasına ve 
kanser tedavisinde melaninlerin potansiyel etkilerinin çözülmesine dair perspektifler 
sunmaktadır. Bu çalışma, gelecekteki tedavi stratejilerinde melaninlerin rolünü 
anlamak ve yeni terapötik yaklaşımlar geliştirmek için önemli bir temel 
oluşturmaktadır.

Abstract:
Cancer is one of the leading causes of death worldwide, hepatocellular 
carcinoma (HCC) is one of the most common types of liver cancer. Since the 
prevalence of HCC is increasing nowadays, early diagnosis and development of 
effective treatment methods are of great importance. Doxorubicin is a very powerful 
chemotherapy drug widely used to treat many types of cancer. It is frequently used to 
stop cancer cells from growing and dividing by binding to DNA. However, 
cardiotoxicity and other serious side effects limit the clinical use of the drug.
Melanins have diverse and critical roles in biological systems, such as 
radical scavenging and radiation protection. However, at the same time, these 
melanins present in the human body interact with doxorubicin and affect the release 
and effectiveness of the drug. Information on melanin binding to doxorubicin and 
how this binding affects the bioavailability of the drug is limited.
The aim of this study is to explain the relationship between doxorubicin and 
melanins and to show their effect on the effectiveness of the drug. First, doxorubicin 
were allowed to interact with melanins in vitro and then their binding and release 
kinetics were examined. In these experiments, how melanins bind doxorubicin 
molecules and the kinetics of this binding were analyzed in detail. Then, the release 
kinetics were examined for 5 days and daily release measurements of doxorubicin 
were taken.
Then, the effects of melanins, doxorubicin and melanin-doxorubicin 
complexes on cells were investigated using HepG2 cell lines for cell culture experiments. These experiments were conducted to evaluate how melanins modulate 
doxorubicin activity and its cytotoxic effects on cancer cells. Parameters such as cell 
proliferation, apoptosis and cellular toxicity were examined in detail and the results 
were discussed.
The findings provide perspectives on understanding the melanin-
doxorubicin interaction and unraveling the potential effects of melanins in cancer 
treatment. This study provides an important basis for understanding the role of 
melanins in future treatment strategies and developing new therapeutic approaches.