Düşük maliyetli biyokimyasal testler ile kanser belirteçlerinin analizi
Detection of cancer biomarkers by low-cost biochemical tests for early diagnosis
Yazar: EDA AYDINDOĞAN
Danışman: PROF. DR. SUNA TİMUR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bulaşıcı olmayan hastalıklar içinde, kanser; morbidite ve mortalitenin en sık ikinci nedenidir ve hastalığın teşhis ve tedavisi, Avrupa'da ve dünyada bölgelerinde karşılanmamış̧ bir ihtiyaç̧ olarak büyük bir araştırma alanı sunmaktadır. Bu noktadan hareketle, kanserin erken teşhisi için, kanser biyobelirteçlerinin belirlenmesi ve düzeylerinin izlenmesi, hastalığın biyolojisini anlamak ve hastanın takibi açısından umut verici stratejilerden biri olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, yeni bir tip immünoassay benzeri sensör platformu ile Immünoglobulin G (IgG) ve alfa-fetoprotein (AFP) gibi farklı kanser hücreleri için biyobelirteç olarak bilinen moleküllerin analizleri gerçekleştirilmiştir. Sinyal üreten malzeme olarak tanıyıcı moleküller ile fonksiyonel hale getirilen altın nanopartiküller (AuNP) kullanılarak, ilgili kanser biyobelirteçlerini tanıyabilen antikor biyokonjugatları nitroselüloz membran üzerinde elde edilmiştir. Hazırlanan pedin sentetik serumla muamelesi sonrasında, yüzeydeki antikorlara bağlanarak biyobelirteçlerin varlığına yönelik sinyal oluşumu ise AuNP konjugatlarının oluşturdukları renk değişimi olarak izlenmiştir. Nanomateryallerin kolorimetrik özellikleri kullanılarak ilgili tümör belirteçlerinin varlığında oluşan sinyalin kantitatif bir değere dönüştürülmesi, akıllı telefonlarda bu amaca yönelik kullanım için hazırlanan bir yazılım ile gerçekleştirilmiştir. Sınır değerleri her bir biyobelirteç için belirlenerek, son aşamada kromatografik olarak sonuçlar doğrulanmıştır. Ayrıca IgG biyobelirteci elektrokimyasal bir biyosensör platformunda da test edilmiştir. Polimer kaplı karbon elektrotlar üzerine Anti-IgG antikoru immobilize edilerek tanınması sağlanan IgG molekülü için kalibrasyon eğrisi elde edilmiş ve diğer analitik parametreler ölçülmüştür.

Abstract:
Cancer is the second most common cause of mortality and morbidity among noncontagious diseases. The diagnosis and treatment of cancer represents a major research area of unmet need across Europe and all other areas of the world. In this point of view, early detection of cancer is crucial to improve patient survival and disease prognosis and may even lead to prevention. Herein, a novel type immunoassay was developed for detection of different cancer biomarkers comprising Immunoglobulin G (IgG) and alpha-fetoprotein (AFP). Using gold nanoparticle (AuNP) bioconjugates as a signal production tool, relevant biomarker antibody-conjugated AuNPs were prepared on the nitrocellulose (NC) membrane and a novel test platform was developed. To construct the spot-like point-of-care (POC) immunoassay, functionalized AuNPs, were immobilized on the NC membrane. After the immobilization, relevant antibodies were conjugated to the nanoparticle on detection pad and then the pad was treated with the samples that contains tumor markers. By using the change in the colorimetric properties of AuNPs, detection of relevant tumor markers can be achieved by using a smartphone software at the final stage. For this step, a smartphone application was used for the evaluation of color changes depending on the biomarker concentration in the synthetic serum. Limit-of-detection (LOD) values were determined for each of the biomarkers and validated with chromatographic measurements at the final stage. In addition, IgG was also tested on an electrochemical biosensor platform. A calibration curve was obtained for the IgG molecule to be detected by immobilizing the anti-IgG antibody onto the polymer coated glassy carbon electrodes and other analytical parameters were also measured.