Kanser türlerine spesifik polimerik nanomalzeme geliştirilmesi ve uygulamaları
Development of polymeric nanomaterial specific for cancer types and its applications
Yazar: FULDEN ULUCAN
Danışman: PROF. DR. SİNAN AKGÖL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı / İleri Biyomedikal Teknolojiler Sanayi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Kanserin erken teşhisi, hastalığın başarılı takibi ve hastaların hayatta kalmaları için hayati önem taşımaktadır ve bu nedenle erken teşhis için hassas ve spesifik metotlar gerekmektedir. Hastalığın belirlenmesi için uygulanan metotlardan biri de kan, idrar ve diğer vücut sıvıları içinde biyobelirteçlerin tayinidir. Musin 1, hücre yüzeyinden 200-500 nm'ye kadar uzanan yoğun bir glikozile hücre dışı alana sahip tek geçişli bir tip I transmembran proteindir. Sağlıklı epitel hücrelerde MUC1 ekspresyonu apikal yüzeyle sınırlı iken, kanser hücrelerinde polaritenin kaybolmasına bağlı olarak tüm yüzeylerden MUC1 ekspresyonu gerçekleşebilir. MUC1'in malignant adenokarsinomlarda en az 10 kat fazla ekspresyonunun olması, kanser teşhis ve tedavisinde vazgeçilmez bir tümör belirteci olarak kullanılmasını sağlamaktadır.
Bu çalışmada, MUC1 glikoproteini saptamasına dayanan lektin afinite tekniği aracılığı ile geliştirilen nanopolimerler, elektrokimyasal biyosensör elektrodu yüzeyinde biyoaktif tabaka olarak kullanılmıştır. Nanopolimerler, mini emülsiyon polimerizasyonu yöntemi kullanılarak sentezlenmiş, IMEO ve ConA lektini ile türevlendirilmiştir. Geliştirilen nanopolimerlerin ileri karakterizasyonu yapılmıştır. Sensör sisteminin çalışma koşulları optimize edilmiştir. Analitik ölçüm karakteristikleri belirlenerek biyosensörün validasyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışmanın uygulama bölümü olarak, ticari yapay kan serumunda analiz gerçekleştirilmiş ve geliştirilen yeni metod ticari olarak kullanımı bulunan tıbbi teşhis kit ile karşılaştırılmıştır. Geliştirilen yeni nesil nanopolimerik malzemenin uygun fiyatlı, hassas, güvenilir ve hızlı ölçüm sağlayabilen bir cihaz potansiyeli taşıdığı gösterilmiştir.
Anahtar Sözcükler: MUC1, kanser, elektrokimyasal biyosensör, polimerik nanomalzeme

Abstract:
Early detection of cancer is vital to successful follow-up and survival of patients and therefore sensitive and specific methods are required. Analysis of biomarkers in biological fluids is one of the methods used to determine the disease. Mucin 1 is a type I transmembrane protein with a dense glycosylated extracellular domain extending from the cell surface to 200-500 nm. While expression of MUC1 in healthy epithelial cells is limited to the apical surface, MUC1 expression may occur from all surfaces due to loss of polarity on cancer cells. The expression of MUC1 in malignant adenocarcinomas is at least 10 times more, which makes it an perfect tumor marker for cancer diagnosis and treatment.
In this study, nanopolymers developed by lectin affinity technique for detection of MUC1 glycoprotein were used as bioactive layer on electrochemical biosensor electrode surface. Nanopolymers were synthesized using mini emulsion polymerization method and derivatized with IMEO and ConA lectin. Advanced characterization studies of nanopolymers were performed. The operating conditions of the sensor system have been optimized. Biosensor validation studies were performed by determining analytical measurement characteristics.
As part of the study, real sample blood serum was analyzed and this new method compared with a commercially available medical diagnostic kit. The new generation nanopolymeric material has been shown to be an affordable, sensitive, reliable and rapid device.
Keywords: MUC1, cancer, electrochemical biosensor, polymeric nanomaterials