A549 insan akciğer kanser hücrelerinin enerjetik kullanımının allosterik glikoliz enzimleri düzeyinde 3D ve 2D kültür ortamında karşılaştırmalı araştırılması
Comparison of energetic utilization of A549 human lung cancer cells at the level of allosteric glycolysis enzymes in 3D and 2D culture environments
Yazar: BİLGEHAN AKAR
Danışman: PROF. DR. AYŞEGÜL BİLDİK
Aydın Adnan Menderes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Veteriner Biyokimya Ana Bilim Dalı / Veteriner Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Amaç: A549 kanser hücrelerinin 3D kültür yöntemi ile 2D kültür yönteminde glikoz ve glutamin kullanımındaki farklılığın, glikoliz ve TCA allosterik enzimleriyle gösterilmesi amaçlanmıştır. 
Gereç ve Yöntem: A549 hücreleri, klasik hücre kültürü yöntemi ve 3D yöntemle, glikoz ve glutamininden ikisini veya birini içeren medyumlarda belirli sürelerde (24, 48, 72 saat) inkübe edildi. İnkübasyon sonunda hazırlanan hücre lizatlarında, ELISA kitleri kullanılarak enzim seviyeleri ölçüldü. Canlılık değerlendirmesi için MTT testi uygulandı. Verilerin istatistiksel analizi için, IBM SPSS Statistics 21 programı kullanıldı.
Bulgular: Glikozlu-glutaminli medyumda 2D ve 3D kültürlerde 24. saatte HK, PK, PDH, CS, IDH, α-KGDC enzim konsantrasyonlarında anlamlı farklılık belirlenmiştir. Glutaminli medyumdaki HK, 2D ve 3D kültürlerde tüm zaman aralıklarında anlamlı farklılık gösterirken, PFK 24 ve 72. saatlerde 3D kültürde daha yüksek konsantrasyona sahiptir. G6PDH ve α-KGDC'de 48 ve 72. saatlerde, CS'de 24 ve 72. saatlerde anlamlı farklılıklar gözlenmiştir. Glikozlu medyumdaki 2D ve 3D kültürlerde HK, G6PDH, PFK, IDH enzimlerinde tüm zaman aralıklarında anlamlı farklılık tespit edilmiştir. G6PDH ise tüm zaman aralıklarında 2D yönteminde yüksek konsantrasyona sahiptir. PK, PDH, CS, α-KGDC ve GDH enzim konsantrasyonlarında 2D ve 3D kültür ortamlarında anlamlı farklılıklar bulunmuştur.
Sonuç: 2D ve 3D yöntemler arasındaki canlılık ve enzim miktarındaki farklılıkların inkübasyon sürelerine bağlı olduğu görülmüştür. 2D ve 3D ortamlarının hücrenin metabolik aktivitesinde farklılıklara neden olduğunu, hücre kültürü çalışmalarının bu bağlamda ayrıntılı çalışılması gerektiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Objective: İllustrate variations in glucose and glutamine utilization within A549 cancer cells cultivated using both 3D and 2D methods, focusing on the allosteric enzymes involved in glycolysis and the tricarboxylic acid (TCA) cycle.
Materials and Methods: A549 cells were incubated using both 2D and 3D method in media containing either glucose, glutamine, or a combination of both for specific durations (24, 48, 72 hours). Following incubation, enzyme levels were measured in cell lysates using ELISA kits. MTT test was used for viability tests. For statistical analysis, the IBM SPSS Statistics 21 softeware was used.
Results: In the glucose-glutamine containing medium, significant differences were observed in the concentrations of HK, PK, PDH, CS, IDH, and α-KGDC enzymes between 2D and 3D cultures at the 24th hour. In the glutamine medium, HK showed significant differences in both 2D and 3D cultures at all time intervals, while PFK exhibited higher concentrations in 3D cultures at the 24th and 72nd hours. Significant differences were observed in G6PDH and α-KGDC at the 48th and 72nd hours, and CS at the 24th and 72nd hours. In the glucose medium, significant differences were detected in HK, G6PDH, PFK, and IDH enzymes between 2D and 3D cultures at all time intervals. G6PDH, however, exhibited higher concentrations in the 2D method at all time intervals. Significant differences have been found in the concentrations of PK, PDH, CS, α-KGDC, and GDH enzymes between 2D and 3D culture methods.
Conclusion: The disparities in cell viability and enzyme concentrations between 2D and 3D methods appear to be influenced by the incubation durations. These findings suggest that 2D and 3D culture methods have different effects on cellular metabolic activity, emphasizing the importance of detailed investigations in cell culture studies.