Çinko fitalosiyanin'in deri kanserinde in vitro fotodinamik tedavi etkinliğinin incelenmesi
In vitro investigation of zinc phthalocyanine effect in skin cancer photodynamic therapy
Yazar: SEVDA ZEINALI
Danışman: PROF. DR. FATMA YURT ONARAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Fotodinamik tedavi (FDT), kanser ve diğer çeşitli hastalıklar için bir tedavi yöntemidir. Klinik protokol, fotoaktif bir ilaç (fotosensitizör) ile uygulanmış hedef hücrelerin (veya dokuların) ışınlanmasını kapsar. Tez kapsamında gerçekleştirilen bu in vitro çalışma, insan melanom kanser hücre hattı (MeWo) ve normal insan keratinosit hücreleri (HaCaT) üzerindeki kırmızı ışıkla aktive edilen farklı ZnPc konsantrasyonlarının sitotoksik etkilerini araştırmayı amaçlamaktadır. Bu çalışmayı gerçekleştirmek için 105 hücre/mL, 96'lık plakalara ekilmiş ve gece boyunca tutunuma izin verilmiştir. Ardından hücrelere farklı ZnPc konsantrasyonlar (50, 25, 12,5, 6,25, 3,7, 1,5 µM) ilave edilmiş ve sabit ışık dozu (20, 30, 40 ve 50 J/cm2 ) ile ışınlanmıştır. Işınlanmış hücreler, metiltiyazol tetrazolyum kiti ile sitotoksisite deneyi gerçekleştirilerek hücre canlılığı ölçülmeden önce 3 saat süreyle inkübe edilmiştir. Veriler, düşük ZnPc konsantrasyonlarının (1,5 ve 3,7 μM) melanom kanser hücreleri ve normal keratinositler için sitotoksik olmadığını göstermiştir. Ayrıca sonuçlar, ZnPc'nin (12,5 µM) MeWo hücre hattında hücre canlılığının yaklaşık % 50 oranında azaltabildiğini göstermiştir. ZnPc'nin 12,5 µM olarak uygulanan konsantrasyonunda, 20, 30, 40 ve 50 J/cm2'lik ışık dozunun terapi etkinliği, MeWo ve HaCaT hücrelerine karşı değerlendirilmiştir. 50 J/cm2'lik ışık dozuyla aktive edilen 12,5 μM konsantrasyondaki ZnPc, melanom kanser hücrelerinin öldürülmesi için en etkili doz olarak belirlenmiştir. FDT'den sonra melanom kanseri hücreleri, erken ve geç apoptoz gibi belirli pro-apoptotik özellikler göstermiştir. Sitometrik Reaktif Tekil Oksijen (ROS) ölçümlerine göre, ışık dozu 50 J/cm2 ile aktive edilen ZnPc'nin düşük konsantrasyonlarında üretilen ROS aracılığıyla melanom hücrelerinde apoptoza neden olan en uygun ışık dozu olduğu tespit edilmiştir. 
İn vitro çalışmamızda, 12,5 μM ZnPc, 50 J/cm2'lik tedavi ışık dozunun ROS üretimi vasıtasıyla MeWo hücrelerinde apoptoz yoluyla hücre tahribatı için yeterli olduğu ve aynı zamanda sağlıklı HaCaT hücrelerin üzerinde düşük apoptoz göstermiştir.

Abstract:
Photodynamic therapy (PDT) is a treatment method for cancer and various other diseases. The clinical protocol covers the illumination of target cells (or tissue), which have been applied with a photoactive drug (photosensitizer). This in vitro study is aimed  to investigate the cytotoxic effects of different concentrations of ZnPc activated with RED light on human melanom cancer cell line (MeWo), and normal human keratinocyte cells (HaCaT). To perform this study 105 cells/mL were seeded in 96-well plates and allowed to attach during overnight. Then cells were treated with different concentrations of ZnPc (50, 25, 12,5, 6,25, 3,1, 1,5 μM) and irradiated with a constant light dose of 20, 30, 40 and 50 J/cm2. Post-irradiated cells were incubated for 3 h before cell viability was measured using the MTT cytotoxicity assay. Data indicated that low concentrations of ZnPc (1,5 and 3,7 μM) in its inactive state are not cytotoxic to the melanoma cancer cells and normal keratinocytes. Moreover, the results showed that 12,5 μM of ZnPc was able to reduce cell viability of melanoma about 50 %. At 12,5 μM concentration, the treatment light dose of 20, 30, 40 and 50 J/cm2 was evaluated against MeWo and HaCaT cells. ZnPc at a concentration of 12,5 μM activated with a light dose of 50 J/cm2 was the most efficient for the killing of melanoma cancer cells. Melanoma cancer cells after PDT showed certain pro-apoptotic characteristics, such as direct inducer (early apoptosis) and long-term inducer, also (late apoptosis). According to cytomeric Reactive Oxygen Species (ROS) measurements, low concentrations of ZnPc, activated with 50 J/cm2 light dose, can be used to induce cell death in melanoma cells via ROS-induces apoptosis pathway, which was determined the most suitable light dose.
Our in vitro study shown that the 12,5 μM of ZnPc with the treatment light dose of 50 J/cm2 was adequate to destroy MeWo cells via ROS-induced apoptosis pathway, and at the same time the low apoptosis effects on healthy HaCaT normal keratinocytes.