Akciğer kanserinde miRNA transfeksiyon etkinliğinin PLGA tabanlı nanopartiküller ile arttırılması"
Enhancement of mirna transfection efficiency in lung cancer with PLGA-based nanoparticles
Yazar: SÜREYYA ERTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. SERDAR KARAKURT ; DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ SEZLEV BİLECEN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Mikro RNA = Micro RNA ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazmlar = Neoplasms ; PLGA = PLGA ; Sitotoksisite = Cytotoxicity

Özet:
Akciğer kanseri, dünya genelinde cinsiyetten bağımsız olarak insidans ve mortalite bakımından en yüksek hasta sayısına sahip bir kanser türüdür. Akciğer kanserinin bu kadar yaygın olmasının nedeni artan hava kirliliği ve tütün ürünlerine olan bağımlılığın artmasıdır. Sigara bağımlılığı akciğerlerde KRAS protoonkogeninin mutasyona sebep olarak akciğer kanserine neden olduğu bilinmektedir. Hava kirliliğine uzun süre maruz kalındığında hava içerisindeki farklı kimyasallar doğrudan hasar vererek ya da kontrol mekanizmasında dejenerasyona neden olarak akciğer kanserinin oluşmasına neden olur.
Bu tez çalışması akciğer kanserinde nanoteknolojik polimer yapıları kullanarak konvansiyol tedavi stratejilerinden farklı bir yaklaşım yapılmıştır. Bu bağlamda biyouyumluluğu yüksek olan PLGA polimeri kullanarak emülsiyon uçurma yöntemi ile nanokapsül sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu nanokapsüllerin içerisine miRNA'ların kapsülasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu nanokapsüllerin karakterizasyonu için DLS ve SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Daha sonra akciğer kanseri hücrelerinde alamar mavisi yöntemi ile sitoksisitesi belirlenmiştir. Son olarak kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu aracılığı ile miRNA'ların transfeksiyon etkinliğinin arttırılması hedeflenmektedir.
Yapılan çalışmaların sonuçları incelendiğinde ilk olarak boş nanokapsüller sentezlenmiştir. Bu nanokapsüllerin boyutları 219 nm boylarında iken miRNA ile kapsüllenmesinin ardından 236 nm boyutuna çıkmıştır. Kapsülasyon sonrasında nanokapsüllerin akciğer kanseri hücrelerinde 0 ile 2 mg/mL aralığında 24, 48 ve 72 saatlerde sitotoksisite değerleri belirlenmiştir. Bu bağlamda nanokapsüllerin akciğer kanseri hücrelerinde doğrudan sitotoksik etkilerinin olmağı belirlenmiştir. PLGA nanokapsüller sahip oldukları boyutlarda dolayı hücre içerisine endositoz ile girdiği bilinmektedir. Bu çalışmada elde edilen verilere göre nanopartiküller zamana bağlı şekilde salınım yaparak hedefledikleri genlerde mRNA düzeyinde etkilerini göstermiştir. Gen ekspresyonu çalışmalarında elde edilen veriler incelendiğinde apoptotik genlerde kontrol gubuna oranla anlamlı artış olduğu tespit edilmiştir.
Tüm veriler genel olarak değerlendirildiğinde nanokapsülleme ile miRNA transfeksiyon etkinliğinin arttığı tespit edilmiştir. Konvansiyonel tedavilere alternatif bir gen terapi yöntemi olabileceği sonucuna varılmıştır. Bu sonuçlara karşın miRNA'ların birden fazla gende farklı etkilere sahip olduğu bilinmektedir. Bu nedenle miRNA'lar ile geliştirilen tedavi stratejilerinin en önemli kısıtlaması bu  durumdur.

Abstract:
Lung cancer is the type of cancer with the highest incidence and mortality in the world, regardless of gender. Lung cancer is so common because of increased air pollution and increased dependence on tobacco products. Smoking addiction is known to induce lung cancer through causing a mutation in the KRAS proto-ooncogene in the lung. When exposed to air pollution for a long time, different chemicals in the air cause lung cancer by inducing direct damage or degeneration in the control mechanism.
In this thesis, an approach different from conventional treatment strategies was made by using nanotechnological polymer structures in lung cancer. In this context, nanocapsule synthesis was carried out by emulsion evaporation method using PLGA polymer with high biocompatibility. Encapsulation of miRNAs was carried out into these nanocapsules. DLS and SEM analyzes were performed for the characterization of these nanocapsules. Then, its cytotoxicity was determined by Alamar blue method in lung cancer cells. Finally, it is aimed to increase the transfection efficiency of miRNAs through a quantitative real-time polymerase chain reaction.
When the results of the studies were examined, firstly, empty nanocapsules were synthesized. While the dimensions of these nanocapsules were 219 nm, they increased to 236 nm after encapsulation with miRNA. After encapsulation, cytotoxicity values of nanocapsules in lung cancer cells were determined in the range of 0 to 2 mg/mL at 24, 48, and 72 hours. In this context, nanocapsules have been found to have direct cytotoxic effects on lung cancer cells. PLGA nanocapsules are known to enter the cell by endocytosis due to their size. Here, it showed its effects at the mRNA level in the genes they target by oscillating in a time-dependent manner. The data of gene expression have been demonstrated a significant increase in apoptotic genes compared to the control.
When overall data were evaluated, it was concluded that the miRNA transfection efficiency increases by nanoencapsulation which makes. It was concluded that it could as alternative gene therapy method for conventional treatments. However results, it is known that miRNAs have different effects on more than one gene. Therefore, this is the most important limitation of the treatment strategies developed with miRNAs.