Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen kaliksaren nanoliflerin kolon hücresi etkileşimlerinin incelenmesi
Investigation of the interaction of colon cells with calixarene nanofibers formed by the electrospinning technique
Yazar: MÜSLÜM AĞAÇ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. PEMBEGÜL UYAR ARPACI ; DOÇ. DR. ŞEREF ERTUL
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Artan kanıtlar 3B hücre kültürü sistemlerinin 2B sistemlerin aksine, dokulardaki hücrelerin bulunduğu mikro çevreyi daha gerçekçi temsil ettiği öne sürülmüştür. Bu nedenle araştırmacılar, dokuların doğal ve karmaşık ortamına benzeyen gerçekçi ve sofistike in vitro 3B hücre kültürü modelleri geliştirmeye odaklanmışlardır. Halka sepetine benzer şekilde olan kaliks[4]arenler üçüncü kuşak supramoleküler konakçıları temsil ederler ve bunların sınırsız türevlerinin hazırlanabilmesi çeşitli araştırma alanlarında kullanımına fırsat tanımaktadır.
5, 11, 17, 23-Tetra-tert-butil-25,27-bis (2, 3 veya 4-aminometil-piridinamid) -26,28-dihidroksikliks[4]aren, uygun prosedürlerle farklı konumlardaki (AMP'de 2,3 ve 4. pozisyonlarında) bir piridinyum grubu ile birlikte işlevselleştirildi. Sentezlenen bileşiklerin yapısı FT-IR ve 1H-NMR ile karakterize edildi. Sonrasında bu sentezlenen bileşiklerin nanolifleri, elektro döndürme yapılarak çekildi Nanoliflerin yüzey karakterizasyonu SEM, TEM ve AFM analizleri ile yapıldı.  In vitro model hücre modelleri olarak Caco-2 hücreleri (5x104, 10x104, 20x104) nanolifler üzerinde kültürlenmiştir. Ayrıca 72 saat inkübasyondan sonra, hücreler 24 saat boyunca 240 µM ve 400 µM irinotekan ile muamele edildi. Hücre büyümesi/çoğalması analizi, XTT analizi ve DAPI boyası ve Phalloidin boyası ile birlikte floresan mikroskopi analizi yapıldı. Son olarak, eklenen hücrelerin morfolojisini karakterize etmek için SEM / EDS ölçümü kullanıldı ve hücre proliferasyonu değerlendirildi.
p-tert-butilkalks [4] aren nanofiberlerin konformasyonel değişikliklere göre hücre büyümesini etkilediği gözlemlenmiştir. Prionyum grubu 3 pozisyonunda bulunan bileşik, pozisyon 2 ve 4'ten daha fazla biyouyumlu olduğu bulunmuştur. Hücre tutma kinetiği, p-tert-bütilkaliks[4]arenlerin nanoliflerine bağlanan Caco-2 hücrelerinin, konum 3'teki AMP ile birlikte doku kültürü plakalarıyla aynı oranda işlevsel hale getirildiğini ortaya koymuştur. Bu çalışmada ilk kez literatürde kaliks[4]aren nanoliflerle tasarlanmış 3B kültür sistemlerin, in vivo ortamlara benzeyen bir ortamda hücresel yanıtların çalışılmasına olanak tanıyan mükemmel in vitro modeller sağladığı gösterilmiştir.

Abstract:
A growing body of evidence has suggested that 3D cell culture systems, in contrast to the 2D systems, represent more accurately the actual microenvironment where cells reside in tissues. Therefore, researchers have concentrated on developing realistic and sophisticated in-vitro 3D cell culture models that actually resemble the complex environment of native tissues. Calix[4]arenes, similar to a ring basket, represent a third generation of supramolecular hosts and their unlimited preparation of derivatives have provide opportunity to their use in various fields of research.
5, 11, 17, 23-Tetra-tert-butyl-25,27-bis (2, 3 or 4 aminomethyl-pyridineamido)-26,28-dihydroxycalix[4]arene were functionalized with a pyridinium group on different positions were synthesized (AMP on position 2,3 and 4) by appropriate procedures. The structure of the synthesized compounds was characterized by FT-IR  and 1H-NMR. Then the nanofibers of these synthesized compounds were withdrawn by electrospinning. Surface characterization of the nanofibers was done by AFM, SEM and TEM analysis. As cell in-vitro models, Caco-2 (5x104, 10x104, 20x104) were cultured on nanofibers. Besides after 72 h incubation, cells were treated with 240 µM and 400 µM irinotecan for 24 h. Cell growth/proliferation analysis were done by XTT assay and fluorescent microscopy analysis with DAPI and Phalloidin stain. Finally, SEM/EDS measurement was used to characterize the morphology of the attached cells and evaluated the cell proliferation. 
It has been observed that the p-tert-butylcalix[4]aren nanofibers affect the cell growth according to conformational changes. The compound found in the prionium group 3 position was found to be more biocompatible than at the positions 2 and 4. Cell attachment kinetics revealed that the Caco-2 cells attached to the nanofibers of  p-tert-butylcalix[4]arene functionalized with AMP at position 3 at the same rate as to tissue culture plates. In this study, for the first time in literature, it was shown that 3D cultured systems designed with calix[4]arene nanofibers provide excellent in vitro models, allowing the study of cellular responses in a setting that resembles in vivo environments.