Meme kanseri hücreleriyle üç boyutlu tümör modellerinin geliştirilmesi ve noç reseptörü inhibitörünün uygulanması
Development of 3D tumour models with breast cancer cells and application of notch receptor inhibitor
Yazar: FARUK ÇAŞTABAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE KEVSER ÖZDEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Klinik öncesi çalışmalarda hastalık modelleri olarak hücre kültürleri vazgeçilmez araştırma araçlarından biridir. Tek tabaka (Monolayer) olarak oluşan İki boyutlu (2B) kültür doğal dokunun ekstraselüler matris (ESM) etkileşimlerini bulundurmaz. Dolayısıyla, hastalık modellemelerinde gerçekçi çözümler sunamamaktadır. Bu nedenle doku mühendisliği yaklaşımıyla geliştirilen üç boyutlu matrisler ile doğal ESM benzeri in vitro üç boyutlu (3B) tümör modelleri oluşturulması üzerinde çalışılmaktadır. Bu tez çerçevesinde, toplumda kadınlarda oldukça yaygın olarak görülen ve ölümcül patolojisi olan meme kanseri için üç boyutlu bir in vitro model oluşturmak ve oluşturulan modelde bir ilaç hedefi olan Noç reseptörün inhibisyonu hedeflenmiştir. Bunun için, tümör dokusu ekstraselüler matrisini taklit etmek amacıyla glikozaminoglikanlardan (GAG) kondroitin sülfat ve hyalüronik asidi bileşiminde içeren hidrojel-nanofiber kompoziti aljinat tabanlı matrisler tasarlanmıştır ve glukoz kullanılarak oluşturulan yapıya porosite kazandırılmıştır. MDA-MB-231 hücre hattı oluşturulan 3B matrislerde üretilmiştir. Jel matrislerde, yapılan taramalı elektron mikroskop görüntülerinde glukozla hazırlanan matrislerde istenen özellikte porlu yüzey özellikleri saptanmıştır. 3B matrislerle yapılan kültürde kullanılan matrislerin hepsinde hücre çoğalması 2B kültüre göre artmıştır, özellikle glukoz içerikli olanlarda hücre çoğalmasının en yüksek olduğu belirlenmiştir. Noç inhibisyonu, 2B kültürdeki hücrelerin çoğalmasını azaltırken 3B matristeki hücrelerin çoğalmasını istatistiksel olarak anlamlı şekilde etkilememiştir. Aljinat-hyalüronik asit ve glukoz içeren matrislerde en iyi hücre çoğalması sağlanmıştır. Sonuç olarak, aljinat, hyalüronik asit, glukoz ve jelatin/kondroitin sülfat kompozit elektro-eğirilmiş fiber içeren matrislerin hücre dostu ve ekstraselüler matris benzeri yapılar oluşturduğu ve bunların ilaç geliştirme ve dozlama çalışmalarına uyarlanabilecek sistemler olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Tissue cultures as disease models are indispensable research tools in the preclinical studies. Two-dimensional (2D) culture that composed in the monolayer form cannot bear the extracellular interactions of the natural tissue. Therefore, it cannot present realistic solutions in the disease modelling. Because of that, scientist study on creating three-dimensional tumor models with the usage of three-dimensional (3D) matrixes that developed with the tissue engineering approach. Within the scope of this thesis statement, creating a three-dimensional in vitro model for breast cancer which is one of the widely observed and lethal pathology among women and inhibition of notch receptor on this model is targeted. For this, hydrogel-nanofiber composite, alginate-based matrixes are designed, and porosity introduced to the structure by using glucose. MDA-MB-231 cells were cultured on 3D matrixes. Porous surfaces were obtained especially in glucose treated matrixes by scanning electron microscopy images. Cell proliferation is increased in the all cultures cultured in 3D matrixes in comparison to 2D cultures, cell proliferation is identified as the highest in the matrixes containing glucose. While notch inhibition decreased the proliferation in 2D cultures, it did not affect the proliferation of cells in 3D cultures, in a statistically significant way. The matrixes composed of alginate-hyaluronic acid and glucose provided the best cell proliferation. In conclusion, alginate, hyaluronic acid, glucose and gelatin/chondroitin sulphate composite fiber bearing matrixes identified as cell friendly and creating extracellular matrix mimetic systems suitable for drug development and dosing studies.