Jelatin/aljinat/hiyalüronik asit ile oluşturulan iskelede karaciğer dokusunun morfolojik özelliklerinin araştırılması
Morphological investigation of liver cancer cells in gelatin/alginate/hyaluronic acid scaffolds
Yazar: GAMZE DEMİREL
Danışman: PROF. DR. MAHMUT ÇALIŞKAN ; PROF. DR. RANAN GÜLHAN AKTAŞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
HepG2 hücreleri hepatoselüler karsinoma (HSK) üzerine yapılan çalışmalarda en sık kullanılan hücre hattıdır. HepG2 hücrelerinin hepatositlere özgü özellikleri en iyi taklit eden hücreler oldukları belirlenmiştir. Bu nedenle, in vivo koşullara benzer bir mikro çevre oluşturularak, bu hücrelerin karakteristik özelliklerinin laboratuvar koşullarında incelenmesi gerek kanser gerekse normal karaciğer hücreleri ile ilgili bilgi birikimini artıracaktır. İki boyutlu (2B) kültür ortamında büyütülen hücreler, kaçınılmaz olarak doğal üç boyutlu (3B) dokularda mevcut olan mikro çevresel etkilerden yoksundur. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için, yeni bir mikro ve makro mimari ile iskele imal ederek doku ve organların gerçek 3B patolojik mimarisini yeniden üretebilen 3 boyutlu (3B) biyo-basım kültür modelleri geliştirilmiştir. Yapılan çalışmalar, 3B kültür ortamının oluşturulmasının, hücresel heterojenlikle doğal yapı karmaşıklığının üretilmesinin 3B biyo-basım teknolojisi ile sağlanabileceğini göstermiştir. Bu tez çalışmasında ise HepG2 hücre hattının üç boyutlu kültür ortamındaki davranışını incelemek amacı ile jelatin/aljinat/hiyalüronik asitten oluşturulan üç boyutlu hücre iskelesi ile karaciğer yapısını laboratuvar ortamında taklit eden bir model oluşturulmuştur. Doku iskelesi içerisinde büyüyen hücreler ve hücreler için geçici bir destekleyici yapı inşa edilerek sentetik ekstrasellüler matriks ortamı sağlanmıştır. Hücreler doku iskelesi içerisinde üç boyutlu hepatoselüler karsinomanın üç boyutlu yapısını oluşturarak, insan vücudunda bulunabileceği gibi uygun işlevlere sahip sferoidler oluşturmuştur. Ayrıca, oluşturulan modelde hiyalüronik asit kullanılması hem sferoid üretimi için, hem de HA-hücre yüzeyi reseptör etkileşimleri için uygunluğu araştırılmıştır.

Abstract:
HepG2 cells are the most commonly used cell line in studies on hepatocellular carcinoma (HSC). It has been determined that HepG2 cells are the cells that best mimic the characteristics of hepatocytes. Therefore, creating a microenvironment similar to in vivo conditions and examining the characteristic features of these cells under laboratory conditions will increase the knowledge about both cancer and normal liver cells. Cells grown in two-dimensional (2D) culture media inevitably lack the microenvironmental influences present in natural three- dimensional (3D) tissues. To overcome these limitations, 3D bioprinting culture models have been developed that can reproduce the true 3D pathological architecture of tissues and organs by fabricating scaffolds with a new micro- and macroarchitecture. Studies have shown that the creation of a 3D culture environment and the production of natural structural complexity with cellular heterogeneity can be achieved with 3D bioprinting technology. In this thesis study, in order to examine the behavior of the HepG2 cell line in a three-dimensional culture environment, a model that mimics the liver structure in a laboratory environment was created with a three-dimensional cell scaffold made of gelatin/alginate/hyaluronic acid. A synthetic extracellular matrix environment was provided by constructing a temporary supporting structure for cells and cells growing within the tissue scaffold. The cells formed the three- dimensional structure of the hepatocellular carcinoma within the tissue scaffold, forming spheroids with appropriate functions, as can be found in the human body. In addition, the suitability of using hyaluronic acid in the created model was investigated for both spheroid production and HA-cell surface receptor interactions.