Bakteriyel selülozun aşı adjuvanı olarak kullanım potansiyelinin değerlendirilmesi
Assessment of potential use of bacterial cellulose as a vaccine adjuvant
Yazar: ÖZGE SÜER
Danışman: PROF. DR. ELİF ESİN TUNA
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Allerji ve İmmünoloji = Allergy and Immunology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Günümüzde aşılar önemli aşamalar kaydetmiş olsa da, adjuvan ihtiyacı söz konusu olduğunda yeni aday moleküllere ihtiyaç duyulmaktadır. Alüminyum adjuvanlarının istenmeyen birçok yan etkisi olmasına rağmen halen daha yerini alabilecek bir alternatif bulunamamıştır. Bu tez çalışmasının amacı, mikrobiyal yöntemle sentezlenen bakteriyel selülozun (BS) alternatif aşı aduvanı olarak potansiyelinin değerlendirilmesidir.
Bu kapsamda mikrobiyal yöntemle Gluconacetobacter xylinus suşundan sentezlenen BS'nin fiziksel ve kimyasal yöntemlerle partikül forma dönüştürülmesi optimize edilmiş, elde edilen fibril mikropartiküllerin Zetasizer ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterizasyonu yapılmıştır. Ardından sığır serum albümin ile kojuge hale getirilen mikropartiküllerin makrofaja farklılaştırılmış U937 hücreleri üzerindeki sitokin salgılama [(tümör nekroz faktörü α (TNF-α) ve interlökin 6 (IL-6)] ve hücresel alım çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmada model antijen olarak bovin serum albümin (BSA), pozitif kontrol olarak ise alüminyum tuzu kullanılmıştır. Salgılanan TNF-α ve IL-6 seviyeleri ELISA (Enzim bağlı immunosorbent assay) kitleri ile ölçülmüş, hücresel alım ise konfokal mikroskop ile incelenmiştir.
BS partikülü elde etmede asit hidroliz yöntemi iyi sonuçlar vermiş ve 1-5 μm boyutlarında fibril mikropartiküller elde edilmiştir. Makrofaja farklılaştırılmış U937 hücrelerine verilen 500μg/ml BSA-BS konjugatı ile en yüksek TNF-α sitokin seviyesi (113 ng/ml) elde edilmiş ve pozitif kontrol grubunun sitokin seviyesi (49,833 ng/ml) ile kıyaslandığında istatistiksel olarak anlamlı olduğu ve BS mikropartiküllerinin hücresel alımı gösterilmiştir. IL-6 sitokin seviyesinde ise alum grupları ile aralarında istatistiksel olarak anlamlı bir fark saptanmamıştır. Sonuç olarak BS mikropartiküllerin istenen şekilde kısıtlı IL-6 üretimi ile TNF-α sitokin seviyesini arttırdığı ve aşı adjuvanı olarak kullanım potansiyeli olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Although vaccines have made significant advances today, new candidate molecules are needed as adjuvants. Aluminum adjuvants have many side effects, but there is no good alternative to these materials. The aim of this thesis is to develop a biocompatible vaccine adjuvant from bacterial cellulose (BS) synthesized by microbial method, alternative to current adjuvants.
In this context, the conversion of BS synthesized by microbial method from Gluconacetobacter xylinus into particle form by physical and chemical methods was optimized, and the characterization of the obtained fibrous microparticles was made with Zetasizer and scanning electron microscope (SEM). Subsequently, cytokine secretion [(tumor necrosis factor α (TNF-α) and interleukin 6 (IL-6)] and cellular uptake studies of microparticles conjugated with bovine serum albumin on macrophage-differentiated U937 cells were performed. In the study, bovine serum albümin (BSA) was used as the model antigen and aluminum salt was used as the control. Secreted TNF-α and IL-6 were measured with ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) kits, and cellular uptake was examined with a confocal microscope.
The acid hydrolysis method was successful in obtaining BS particles, and 1-5 μm microparticles with fibril structure were obtained. The highest TNF-α cytokine level (113 ng/ml) was obtained with 500μg/ml BSA-BS conjugate given to macrophage- differentiated U937 cells and it was statistically significant compared to the cytokine level of the control group (49.833 ng/ml), and cellular uptake of BS microparticles was shown. There was no statistically significant difference between the alum groups at IL-6 cytokine levels. As a result, it was determined that BS microparticles increase TNF-α cytokine level with restricted IL-6 production as desired and have the potential to be used as a vaccine adjuvant.