Akciğer kanseri dokularından 3 boyutlu organoid kültürlerinin oluşturulması ve karakterizasyonu
Creation and characterization of 3 dimensional organid cultures from lung cancer tissues
Yazar: YAREN YILDIZ
Danışman: PROF. DR. FERDA ARI
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Akciğer kanseri organoidleri, hastanın kanser dokusundan büyütülen, kanserin in vivo karmaşık davranışını taklit edebilen 3 boyutlu (3B) yapılardır. Tümör organoidleri ile gerçekleştirilen çalışmaların klinik öncesi araştırmalara uyarlanabilmesi için saf tümör organoidlerinin güvenilir bir şekilde kurulabilmesi önemlidir. Kültüre kazandırılan 3B tümör organoidlerinin orijinal tümör doku morfolojisi ile benzerliği mikroskopik inceleme ile tespit etmek mümkün değildir. Bu nedenle türetilen organoidlerin orijinal tümör dokusu ile benzerliğini belirlemek için ek karakterizasyon analizlerine ihtiyaç vardır. Bu amaca yönelik tez çalışmasında, Küçük Hücreli Dışı Akciğer Kanseri (KHDAK) hastalarından toplanan primer kaynaklı 12 taze tümör dokusu patoloji sonuçlarına göre adenokarsinoma ve skuamöz hücreli karsinoma olarak iki grupta sınıflandırıldı. Tümör örnekleri mekanik ve enzimatik işlemlere tabii tutularak tek hücre haline getirildi. Tek hücre haline gelen tümör örnekleri geltrex'e gömülerek özel bir kokteyl kültür ortamının optimizasyonuyla ⁓300 µm çapında organoidler oluşana kadar büyütüldü. Organoid oluşum süreci 10 gün boyunca fotoğraflandı. İlk karakterizasyon basamağı olarak hücrelerinin özgün proliferasyon yetenekleri tespit edildi. Elde edilen 3B organoid yapılarının ilgili tümör dokularının histomorfolojik özelliklerini koruduğunu göstermek için H&E boyaması yapıldı. Organoidlerin adenokarsinom kökenini doğrulamak için ise TTF-1 antikoru ile imminofloresan boyamalar yapıldı. Sonuç olarak KHDAK hastalarından toplanan primer kaynaklı akciğer dokularından başarılı bir şekilde organoid yapıları oluşturuldu. Her hasta hücresinin kendini yenileme fonksiyonunun ve kapasitesinin farklılık göstererek kendine özgü proliferasyon periyoduna sahip olduğu belirlendi. H&E boyaması sonucunda organoid yapılarının orijinal ebeveyn dokuları ile benzer histomorfolojik karakteristiğe sahip olduğu tespit edildi. Organoid yapılarını güçlü bir şekilde pozitif TTF-1 boyaması göstermesi sonucunda organoidlerin adenokarsinoma kökeni doğrulandı. Yapılan çalışmaların sonucunda oluşturulan başarılı organoid yapılarının orijinal ebeveyn dokuları ile benzer karakteristiğe sahip olduğu ve akciğer kanseri tedavisi için gerçekleştirilecek birçok klinik öncesi araştırmada, hastaya özel ilaç denemelerinde kullanım potansiyeline sahip olduğunu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Lung cancer organoids are 3-dimensional (3D) structures grown from a patient's cancer tissue that can mimic the complex behavior of cancer in vivo. It is important to be able to reliably establish pure tumor organoids so that studies with tumor organoids can be adapted to preclinical research. It is not possible to determine the similarity of cultured 3D tumor organoids with the original tumor tissue morphology by microscopic examination. Therefore, additional characterization analyses are needed to determine the similarity of the derived organoids to the original tumor tissue. In this thesis study, 12 fresh primary tumor tissues collected from Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC) patients were classified into two groups as adenocarcinoma and squamous cell carcinoma according to pathology results. Tumor samples were subjected to mechanical and enzymatic treatments and turned into single cells. Single cell tumor samples were embedded in Geltrex and grown until organoids with a diameter of ⁓300 µm were formed by optimizing a special cocktail culture medium. The organoid formation process was photographed for 10 days. As the first characterization step, the specific proliferation abilities of the cells were determined. H&E staining was performed to demonstrate that the resulting 3D organoid structures preserved the histomorphological features of the corresponding tumor tissues. To confirm the adenocarcinoma origin of the organoids, immunofluorescence staining was performed with the TTF-1 antibody. As a result, organoid structures were successfully generated from primary lung tissues collected from NSCLC patients. It was determined that each patient cell's self-renewal function and capacity differed and had its own specific proliferation period. H&E staining revealed that the organoid structures had similar histomorphological characteristics to the original parental tissues. The adenocarcinoma origin of the organoids was confirmed by the organoid structures showing strong positive TTF-1 staining. As a result of the studies, it was concluded that the successful organoid structures created have similar characteristics to the original parent tissues and have the potential to be used in many preclinical studies and patient-specific drug trials for the treatment of lung cancer.