Ekzosom tabanlı ilaç taşıma sisteminin glioblastoma tedavisinde kullanım potansiyelinin in vitro ve in vivo deneysel modellerde araştırılması
Investigation of the exosome-based drug delivery system potential in the treatment of glioblastoma in vitro and in vivo experimental models
Yazar: SIDIKA GENÇ
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP ÇAKIR ; PROF. DR. AHMET HACIMÜFTÜOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Eksozomlar = Exosomes ; Glioblastoma = Glioblastoma ; Mikroskopi-elektron = Microscopy-electron ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers ; İn vitro = In vitro ; İn vivo = In vivo

Özet:
Amaç: Çalışmamızda in vivo ve in vitro ortamında Truva atı gibi kullanılarak eksozom veziküllerine kemoteropotik ajanların yüklenmesi ile yeni ilaç taşıyıcı sistem oluşturulması ve bu taşıyıcı sistem ile GBM kanser tedavisi yapılması amaçlandı.
Materyal ve Metot: Çalışmamız in vitro ve in vivo kısımlarından oluşmaktadır. İn vitro kısmında; T-98G hücre hattından eksozomlar izole eldilerek karakterizasyon deneyleri (TEM, zetapotansiyeli ve topografik görüntüleme) yapılmıştır. Karakterize edilen eksozomlara Temazolamid ilac emdirilmiştir. Daha sonra ilaç salım, MTT, LDH, TAK, TOS, GR, Flow Stometri, yanı sıra genetik analizi yapılmış ve istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. İn vivo çalışmamızda ise glioblastoma ratlarda sırta injekte edilerek beyin kanser modeli oluşturulmuş, deney sonunda histopatolojik inceleme yapılmıştır.
Bulgular: MTT sonuçlarına göre nöron hücrelerinde en fazla canlılık oranında düşüş TMZ 800 ng/ml grubunda gözlendi (%38). T98-G hücre hattında ise en fazla azalma Eksolimer-TMZ 800 ng/ml konsantrasyonunda görüldü. Flow stometri, LDH, GR, TAS ve TOS analizlerinden elde ettiğimiz sonuçlar MTT ile korelasyon gösterdi. Kaspaz 8 geni nöron ve T98-G hücresinde TMZ 800 ng/ml grubunda up-regüle olmuştur. PTEN gen ekspresyonunda anlamlı değer bulunmazken L1CAM, MGMT ve B2M genlerinde nöron hücrelerinde Eksozom 200 ng/ml grubunda ekspresyon seviyesi artarken T98-G hücresinde Eksolimer-TMZ 800 ng/ml grubunda düşüş görüldü. TP53 gen seviyesi sadece T98-G hücre hattında Eksolimer-TMZ 800 ng/ml grubunda artış göstermiştir. İn vivo çalışmamızın sonucunda elde ettiğimiz histopatolojik görüntülere göre Eksolimer-TMZ 200 µg/ml grubunda kanser bölgesinde anlamlı derecede azalma olduğu tespit edildi.
Sonuç: Özel moleküllere sahip eksozom ile nanoteknolojinin birleştirilmesi ve kansere hedeflendirilmesi kanser tedavisine yeni bir bakış açısı getirecektir. Bu yönleriyle çalışmamız literatüre yeni bir bilgi sunacaktır.
Anahtar Kelimeler: Eksozom, glioblastoma, real -time PCR, TEM

Abstract:
Aim: In our study, it was aimed to create a new drug delivery system by loading chemotherapeutic agents into exosome vesicles by using it like a Trojan horse in vivo and in vitro and to treat GBM cancer with this carrier system.  
Materials and Methods: Our study consists of in vitro and in vivo parts. In the in vitro part; Exosomes were isolated from the T-98G cell line and characterization experiments (TEM, zetapotential and topographic imaging) were performed. The characterized exosomes were impregnated with Temazolamide. Then drug release, MTT, LDH, TAK, TOS, GR, Flow Stometry, as well as genetic analysis were performed and statistically evaluated. In our in vivo study, glioblastoma was injected into the back of rats and a brain cancer model was created, and histopathological examination was performed at the end of the experiment.
Results: According to MTT results, the highest decrease in neuron cell viability was observed in the TMZ 800 ng/ml group (38%). In the T98-G cell line, on the other hand, the highest decrease was observed at the Exolimer-TMZ 800 ng/ml concentration. Our results from flow stometry, LDH, GR, TAS and TOS analyzes correlated with MTT. Caspase 8 gene was up-regulated in the TMZ 800 ng/ml group in neurons and T98-G cells. No significant value was found in PTEN gene expression. While the expression level of L1CAM, MGMT and B2M genes increased in the Exosome 200 ng/ml group in neuron cells, a decrease was observed in the Exolymer-TMZ 800 ng/ml group in T98-G cells. The TP53 gene level increased only in the Exolimer-TMZ 800 ng/ml group in the T98-G cell line. According to the histopathological images we obtained as a result of our in vivo study, it was determined that there was a significant decrease in the cancer area in the Exolimer-TMZ 200 µg/ml group.
Conclusion: Combining the exosome with special molecules and nanotechnology and targeting it to cancer will bring a new perspective to cancer treatment. With these aspects, our study will provide new information to the literature.