Gümüş nanopartiküllerin insan kolon kanserinde apoptotik yolakta rol alan genlerin mRNA ve proteinlerin ekspresyonları üzerine etkileri
Silver nanoparticles i̇n human colon cancer apoptotic pathways that mrna and protei̇n expression of genes involved on effect
Yazar: SÜMEYYE ÇINAR
Danışman: DOÇ. DR. SERDAR KARAKURT
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Onkoloji = Oncology

Özet:
Kanser, tüm dünyada hızla çoğalan bir sağlık problemi olup, kalp hastalıklarından sonra ölümle sonuçlanan hastalıklar arasında ikinci sırada yer almaktadır. Dünya Sağlık Örgütü'nün (WHO)  raporuna göre sadece 2018 yılında 880 bin kişi kolon kanserinden dolayı ölmüştür. Konvansiyel olarak kullanılan kemoterapi, radyoterapi ve cerrahi tedaviler her ne kadar en çok kullanılan yöntemler olsa da bu tedavi yöntemlerinin istenmeyen ve ciddi yan etkileri olmaktadır. Özellikle metastaz yapmış kanser hücrelerinin tedavisinde ne yazık ki çok düşük bir başarı oranına sahiptirler. Dolayısı ile alternatif ve yeni yöntemlerin geliştirilmesi gerekmektedir. Son dönemlerde nanoteknoloji alanındaki gelişmeler ile birlikte nanomalzemelerin birçok kullanım alanlarının doğmasına yol açmıştır. Küçük boyuttaki bu moleküller gerek ilaç taşınımı gerekse de kendi doğalarından gelen sitotoksik etkilerininden dolayı birçok kanser tedavisinde önemli rol oynamaktadırlar. Biyolojik etkinlikleri ispatlanmış nanopartiküller arasında önemli bir yerde olan gümüş nanopartiküllerin (AgNP) hem prokaryotik hücrelerde hem de ökaryotik hücrelerde sitotoksik etkileri ispatlanmıştır. AgNP'ler antimikrobiyal özelliklerinden dolayı gümüş emdirilmiş yara örtüsü, doğum kontrol ve cerrahi araçlar ile kemik protezleri gibi medikal alanlarda da kullanılmaktadır. AgNP'ler birçok kanser türü üzerinde etkin bir şekilde toksik etki göstermektedir. Ancak kullanılan nanopartikülün özellikle farklı boyutlarda etkilerinin de farklı olması hücreler üzerinde birbirinden farklı şekilde etki göstermektedirler. 
In vivo koşullarda farelerde farklı büyüklüklerdeki gümüş nanopartiküllerin (AgNP) tümör gelişimi ve sinyal yolakları üzerine etkilerinin incelenmesini planladığımız TÜBİTAK 1001 projesinin ön çalışması niteliğinde olacak olan bu projemiz ile birlikte farklı büyüklükteki AgNP'lerin sıçan dokularında (Akciğer, karaciğer, kolon, böbrek, kalp ve idrar) dağılımlarının ve ne kadar miktarda birikeceğini, farklı kolon kanseri hücre hatlarında (CaCo (zayıf metastatik), SW-620(güçlü metastatik), DLD-1(güçlü metastatik) ve HT-29 (invasif) ve sağlıklı kolon epitel hücresi olan CCD-18Co' nun in vitro koşullarda sitotoksik etkilerinin belirlenerek bu hücrelerde apoptoz ve hücre döngüsü üzerindeki etkilerinin belirlenmesi planlanmaktadır. Ayrıca Kolon kanserinde en çok rastlanan gen mutasyonlarının olduğu ve şalter genler olarak ifade edilen BCL-2, BAX, TP53, SMAD4, KRAS ve BRAF genlerinin ekspresyonlarındaki değişim qRT-PCR yöntemi ile tespit edilecektir. Bu genlerin kodladıkları proteinlerin ekspresyonlarında meydana gelen değişim ise western-blot yöntemi ile belirlenecektir. AgNP'lerin sadece etkinlikleri incelenmeyecek ayrıca farklı büyüklükte parçacıkların çalışılması sayesinde boyuta bağlı işlevsellik, yüzey işlevselliği gibi parametrelerde gen ifadesi düzeyinde incelenmiş olunacaktır.

Abstract:
Cancer is a rapidly growing health problem all over the world and ranks second among the diseases that cause death after heart diseases. According to the World Health Organization (WHO) report, 880,000 people died from colon cancer in 2018 alone. Although conventionally used chemotherapy, radiotherapy, and surgical treatments are the most commonly used methods, these treatment methods have unwanted and serious side effects. Unfortunately, they have a very low success rate, especially in the treatment of metastasized cancer cells. Therefore, it is necessary to develop alternative and new methods. Recent developments in nanotechnology have led to the emergence of many uses of nanomaterials. These small molecules play an important role in treating many cancers due to drug transport and their inherent cytotoxic effects. Silver nanoparticles (AgNP), which have an important place among nanoparticles with proven biological activities, have been proven to have cytotoxic effects in both prokaryotic cells and eukaryotic cells. Because of their antimicrobial properties, AgNPs are also used in medical fields such as silver-impregnated wound dressings, birth control and surgical instruments, and bone prostheses. AgNPs have an effective toxic effect on many types of cancer. However, the different effects of the nanoparticles used, especially in different sizes, affect the cells differently.
With this project, which will be a preliminary study of the 1001 project, where we plan to examine the effects of different sizes of silver nanoparticles (AgNP) on tumor development and signal pathways in mice in vivo conditions, AgNPs of different sizes in rat tissues (lung, liver, colon, kidney, heart, and urine). ) distributions and how much they accumulate in different colon cancer cell lines (CaCo (weak metastatic), SW-620 (strong metastatic), DLD-1 (strong metastatic) and HT-29 (invasive) and healthy colon epithelial cell CCD- It is planned to determine the cytotoxic effects of 18Co under in vitro conditions and to determine its effects on apoptosis and cell cycle in these cells. In addition, it is planned to determine the effects of gene mutations in colon cancer and the expression of BCL-2, BAX, TP53, SMAD4, KRAS, and BRAF genes, which are expressed as switch genes. the change will be detected by the qRT-PCR method Expressions of the proteins encoded by these genes The change in the water will be determined by the western-blot method. The activities of AgNPs will be examined. By studying different sized particles, parameters such as size-dependent functionality and surface functionality will be examined at the level of gene expression.