Siklodekstrin nanopartiküllerinin HEPG-2 karaciğer kanseri hücre hattı üzerine etkisinin proteomik çalışmalarla incelenmesi
Investigation of the effect of cyclodextrin nanoparticles on HEPG-2 liver cancer cell line by proteomic studies
Yazar: FIRAT ŞAKAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÇELEBİER
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Elektroforez = Electrophoresis ; Karaciğer = Liver ; Kütle spektrometri = Mass spectrometry ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Proteomikler = Proteomics ; Siklodekstrinler = Cyclodextrins

Özet:
Proteom; protein ve genom sözcüklerinin birleştirilmesinden türetilmiş, belli bir genom tarafından kodlanan proteinlerin tümünü işaret kapsayan bir sözcüktür. Proteom analizine proteomik denilmektedir. Bir organizma vücudunun farklı bölgelerinde, hücre döngüsünün farklı evrelerinde ve farklı çevre koşullarında farklı protein ekspresyonlarına sahiptir. Sabit bir yapı olan ve bir organizma için çok iyi tanımlanabilen genomun aksine, proteom, hücreden hücreye farklılık gösterir ve iç ve dış uyaranlara yanıt olarak biyokimyasal etkileşimler aracılığı ile sürekli bir değişim halindedir. Amfifilik siklodekstrinler kendi kendine nanopartikül oluşturabilme yeteneğine sahip moleküllerdir. Ayrıca; bu moleküllerin intrinsik olarak bazı kanser hücre hatları üzerinde apoptotik etki gösterdiği saptanmıştır. Göstermiş olduğu özellikler nedeniyle bu yapılar nano ölçekte ilaç taşıyıcı sistem olarak literatüre girmiştir. Bu tez çalışmasında, PBO kodlu amfifilik siklodekstrin nanopartikülün HEPG-2 karaciğer kanser hücreleri üzerindeki antikanser mekanizması karşılaştırmalı proteomik yaklaşımlarla tespit edilmiştir.
Amfifilik siklodekstrin nanopartiküllerin etkisiyle çoğalmanın önlendiği kanser hücre hatları, işlem görmüş hücre hatları olarak kullanılmış ve T grubu olarak isimlendirilmiş olup; hiçbir şekilde işlem görmeden çoğalmanın önlenmediği grup ise kontrol grubu olarak kullanılmış olup C grubu olarak ifade edilmiştir.
T ve C gruplarından elde edilmiş lizat çözeltisinden sitozolik fraksiyonlar elde edilmiştir. Proteomik çalışmalarda, 2 boyutlu jel elektroforez (2D jel elektroforez) ile ayrılan T ve C gruplarına ait proteinler için imaj analizi çalışmaları yapılmıştır. T ve C grupları için farklılaştığı tespit edilen proteinler Matriks Yardımlı Lazer İyonizasyon Kütle Spektrometrisi (MALDI-TOF/TOF-MS) ile analiz edilmiş ve tanımlanmıştır. 
Bu çalışma ile ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılan amfifilik siklodekstrin nanopartiküllerin tek başına da karaciğer kanseri üzerine etkili olduğu proteom düzeyindeki değişimlerle gösterilmiştir.  Kanser tedavisinde amfifilik siklodekstrin nanopartiküllerin ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanıldığı durumlarda, nanopartikülün kendisinin de hücre çoğalmasını baskılamada göstermiş olduğu etki göz ardı edilmemelidir sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Proteome; derived from the combination of protein and genome words, is a word that covers all the proteins encoded by a particular genome. Proteome analysis is called proteomics. An organism has different protein expressions in different parts of the body, at different stages of the cell cycle, and in different environmental conditions. Unlike the genome, which is a stable structure and well-defined for an organism, the proteome differs from cell to cell and is in constant change through biochemical interactions in response to internal and external stimuli. Amphiphilic cyclodextrins are molecules capable of self-forming nanoparticles. Also; these molecules were found to have an apoptotic effect intrinsically on some cancer cell lines. Due to the properties it has shown, these structures have entered the literature as a drug delivery system at nano scale. In this study, the anticancer mechanism of PBO coded amphiphilic cyclodextrin nanoparticle on HEPG-2 liver cancer cells was determined by expressional proteomic approaches. 
Cancer cell lines that prevent proliferation by the effect of amphiphilic cyclodextrin nanoparticles were used as treated cell lines and named as T group; the group in which the proliferation was not prevented without being treated in any way was used as the control group and was named as the C group. Cytosolic fractions were obtained from the lysate solution taken from T and C groups. In proteomic studies, two-dimensional gel electrophoresis (2D gel electrophoresis) was performed for determination of the over or under expressed proteins belonging to T and C groups. According to the results of image analysis, the proteins found to be differentiated for T and C groups were identified by Matrix Assisted Laser Ionization Mass Spectrometry (MALDI-TOF / TOF-MS).
In this study, amphiphilic cyclodextrin nanoparticles, which are used as drug delivery systems, have been shown to be effective on liver cancer alone with changes in proteome level. In cases where amphiphilic cyclodextrin nanoparticles are used as drug delivery system in cancer treatment, the effect of the nanoparticle itself on suppressing cell proliferation should not be ignored.