PLGA naopartiküllerinin ve çeşitli karbonhidratlarla birleşmesinden oluşan türevlerinin hücre içine giriş yolaklarının incelenmesi
Studying the cell internalization pathways of PLGA nanoparticles and the derivatives obtained from its incorporation with carbohydrates
Yazar: ABDÜLKADİR BAHADIR ALKAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATEMEH BAHADORI ; DOÇ. DR. FAHRİ AKBAŞ
Bezm-i Alem Vakıf Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Kanser hastalığı, hücrelerin kontrolünü kaybederek aşırı şekilde bölünmesidir. Kontrolsüz olarak çoğalan bu hücreler bulunduğu bölgede birikmeye başlarlar ve tümör denilen yapıyı oluştururlar. Nano taşıyıcı kullanarak geleneksel tedavilere nazaran daha iyi tedavi sonuçları elde edilmişken, nano taşıyıcının içinde taşıdığı kemoterapi ajanıyla birlikte hücre içine girişi büyük önem taşımaktadır. Bu tezde hücrelerin maddeleri hücresel içe alım yolaklarından ve kanser hücrelerinin hızlı metabolizmalarından yararlanılarak laboratuvarda hazırlanan PLGA nano taşıyıcısının kanserli hücreler tarafından nasıl alındığı incelenmiştir. Böylelikle ileriki çalışmalarda tespit edilen hücre içine giriş yolağı daha çok kullanarak daha etkin tedaviler elde edilebilir. Kanser hücreleri beslenmek açısından alternatif enerji kaynakları bulsa da öne çıkan en büyük değişiklik glikoliz mekanizmasındaki değişikliklerdir. Kanser hücreleri Warburg etkisi ile hızlıca glikoz kaynağına ulaşmak ister. Bu isteği kullanarak nano taşıyıcı sistem olarak kullanılacak olan PLGA (poli laktik asit ko glikolik asit), glikoz ve früktoz türevi olan selüloz ve levan ile kaplanarak MCF-7 meme kanserli hücre ortamına verilmiştir. Böylelikle MCF-7 meme kanseri hücrelerinin PLGA nano taşıyıcısına olan ilgisinin arttırılması planlanmıştır. Ayrıca, nano taşıyıcı hücre giriş yolakları olan klatrin aracılıklı endositoz, klatrinden bağımsız endositoz, makro pinositoz ve fagositoz yolaklarını inhibe edecek gerekli inhibitörlerle beraber verilerek nano taşıyıcının giriş yolları incelenmiştir. Her bir hücre için giriş yolağının literatürde mevcut olan farmakolojik veya kimyasal inhibitörü mevcuttur. Bu amaç için MCF-7 meme kanseri hücreleri kullanılmıştır. PLGA nano taşıyıcısı FITC işaretli olacağından floresan mikroskopu ile takip edilebilmiştir, detaylı ölçümler ELISA cihazı ile gerçekleşmiştir. Kullanılacak selüloz kaplı PLGA, levan kaplı PLGA, FITC işaretli PLGA ve PLGA nano taşıyıcılarının boyut analizleri DLS cihazıyla ve yükleri Zeta potansiyeli ile analiz edilmiştir. İnhibitör ve nano taşıyıcıların toksisite çalışmaları da Sulforhodamine B canlılık testi ile kontrol edilmiştir. Tüm nano taşıyıcı sistemler, buharlaştırma ve çöktürme yöntemiyle hazırlanmıştır. FITC işaretli PLGA levan ve selüloz ile kaplanmıştır ve bunun FITC işaretli ve işaretsiz kaplanmamış PLGA nano taşıyıcıları hazırlanmıştır. İnhibitörlerin ve nano taşıyıcıların toksik olmayan dozları ölçülmüştür. Hücreler önce inhibitörlere maruz bırakılmış, aha sonra nano taşıyıcılar ile muamele edilmiştir. İnhibitöre maruz kalmayan hücreler kontrol olarak kullanılmıştır. İnhibitörler en çok, kaplanmamış PLGA nano taşıyıcılarının hücre içine girişini etkilemiştir bu da kaplanmamış nano taşıyıcının hücre içine girişi için daha çok yolak kullandığını göstermektedir. Selüloz ile kaplanmış PLGA ve levan ile kaplanmış PLGA açısından, chlorpromazine en yüksek oranda hücre içine giriş engellemiştir bu da kaplanan nano taşıyıcıların hücre içine giriş için klatrinden bağımsız endositozu kullandığını göstermektedir.

Abstract:
Cancer is a disease that cells lose control of division and have excessive division due to the mutations. These cells that reproduce uncontrollably begin to accumulate in the region where they are located. While using the nano carrier, better treatment results are obtained compared to traditional treatments. It is very important to enter the cell with the chemotherapy agent it carries in the nano carrier. In this thesis, it was investigated how the PLGA nano carrier which is prepared in the laboratory uptaken by cancerous cells due to the the fast metabolism of cancer cells. Thus, more effective treatments can be obtained by knowing more about the relationship between cellular uptake pathway and nano carriers. Although cancer cells find alternative energy sources in terms of nutrition, the major change is the changes in the glycolysis mechanism. Cancer cells want to quickly reach the source of glucose with the effect of Warburg. Using this request, PLGA (polylactic acid co glycolic acid), which will be used as a nano carrier system, is coated with cellulose and levan, which is a derivative of glucose and fructose, and introduced into the MCF-7 breast cancer cell environment. Thus, it is planned to increase the interest of MCF-7 breast cancer cells to PLGA nano carrier. In addition, the cellular uptake pathways of the nano carrier were examined by giving nano carrier and inhibitors together. With usage of inhibitors, clathrin independent endocytosis, macropinostosis and phagocytosis pathways are inhibited. There is a pharmacological or chemical inhibitor of the entry pathway available in the literature for each cell. For this purpose, MCF-7 breast cancer cells have been used. Since the PLGA nano carrier will be fluorescently labeled, it can be followed with a fluorescence microscope, detailed measurements were made with the ELISA device. Dimensional analysis of cellulose PLGA, levan PLGA, fluorescent PLGA and PLGA nano carriers were analyzed with DLS device and their loads with Zeta potential, and toxicity studies of inhibitors and nano carriers were checked with Sulforhodamine B viability test. All nano carrier systems are prepared by evaporation and precipitation method. The fluorescence labeled PLGA is covered with levan and cellulose, and its fluorescence labeled and unmarked PLGA nano carriers are prepared. Nontoxic doses of inhibitors and nano carriers were measured. Cells were first exposed to inhibitors, then treated with nano carriers. Cells that are not exposed to the inhibitor were used as a control. Inhibitors mostly affected the penetration of uncoated PLGA nano carriers into the cell. That suggests that the uncoated nano carrier could easily uptaken by the cells. In terms of PLGA coated with cellulose and PLGA coated with levan, chlorpromazine prevented the highest rate of entry into the cell, indicating that the coated nanocarriers use clathrin independent endocytosis for entry into the cell.