Nijer tohumundan elde edilen eksozom benzeri nanopartiküllerin insan nöroblastoma hücre hattındaki olası terapotik etkilerinin araştırılması
Investigation of the potential therapeutic effects of exosome-like nanoparticles derived from niger seed on human neuroblastoma cell lines
Yazar: KÜBRA BAŞTUĞ ÖZTOPUZ
Danışman: DOÇ. DR. MERİÇ ARDA EŞMEKAYA
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Eksozomlar, boyutları 30-150 nm aralığında değişen, çift katmanlı lipid membran ve membrana bağlı yüzey molekülleri içeren ekstraselüler nano veziküllerdir. Hücre dışı veziküllerin bilinen en küçük gruplarını eksozomlar oluşturmaktadır. Eksozomlar köken aldıkları hücrelerin genetik materyalleri, özgün proteinleri ve lipidleri gibi birçok biyomolekül barındırırlar. Bitki kaynaklı eksozom benzeri nanopartiküller çeşitli bitki hücreleri tarafından salınabilir. Bitki kaynaklı eksozomlar, bitkilerin patojen istilasına karşı bağışıklığında önemli rol oynamaktadır. Eksozomlar barındırdıkları genetik materyaller ile hedef hücrelerdeki gen regülasyonlarında görev alarak, hücrelerin genotipik ve fenotipik özelliklerini doğrudan veya dolaylı olarak değiştirebilmektedirler. Bu durum, memeli hücre kaynaklarından elde edilen eksozomların klinik olarak kullanılmalarında kısıtlamalar getirmektedir. Nöroblastomalar adrenal medulla ve sempatik gangliyonlarda ortaya çıkan ilkel nöral krest hücrelerinden köken alan kötü huylu sempatik sinir sistemi solid tümörleridir. Bu yaş grubunda görülen tüm kanser türlerinin yaklaşık %5 'ini oluştururlar. Nijer tohumundan eksozom benzeri nanopartiküllerin ekstraksiyonu için düşük pH bazlı PEG çöktürme yöntemi kullanıldı. Elde edilen eksozom benzeri nanopartiküllerin morfolojik karakterizasyonu ve çap dağılımı SEM kullanılarak analiz edildi ve boyut analizleri NTA ile yapıldı. Protein konsantrasyonları BCA yöntemi ile belirlendi. Hücre canlılığı testi için WST-1 kullanıldı. İnsan nöroblastoma hücre hattı (SH-SY5Y), 5μg/ml ,25 μg/ml ,50 μg/ml ,75 μg/ml konsantrasyonlarında eksozom benzeri nanopartiküller ile muamele edildi. İstatistiksel analizler GraphPad Prism programı kullanılarak yapıldı. 24 saat muamelenin ardından yapılan WST-1 hücre canlılığı testinde, Nijer tohumundan elde edilen eksozom benzeri nanopartiküllerin 25 μg/ml, 50 μg/ml konsantrasyonlarının hücre canlılığını istatistiksel olarak anlamlı şekilde azalttığı gözlemlendi. Yenilebilir bitkilerden elde edilen eksozom benzeri nanopartiküllerin nöroblastoma tedavisinde alternatif bir tedavi yöntemi olabileceği belirtildi.

Abstract:
Exosomes are extracellular nano-vesicles with double-layered lipid membranes and associated surface molecules, ranging in size from 30 to 150 nm. They constitute the smallest known group of extracellular vesicles. Exosomes harbor a variety of biomolecules including genetic material, unique proteins, and lipids from their cell of origin. Plant-derived exosome-like nanoparticles can be released by various plant cells. These plant-derived exosomes play a crucial role in the immunity of plants against pathogen invasion. Exosomes, through their genetic materials, can participate in the regulation of gene expression in target cells, thereby directly or indirectly altering the genotypic and phenotypic characteristics of the cells. This presents limitations in the clinical use of exosomes derived from mammalian cell sources. Neuroblastomas are malignant sympathetic nervous system solid tumors that originate from primitive neural crest cells in the adrenal medulla and sympathetic ganglia. They account for approximately 5% of all cancer types observed in this age group. For the extraction of exosome-like nanoparticles from Niger seed, a low pH-based PEG precipitation method was utilized. The morphological characterization and diameter distribution of the obtained nanoparticles were analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM) and size analyses were performed with Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). Protein concentrations were determined by the BCA method. The WST-1 assay was employed for cell viability testing. The human neuroblastoma cell line (SH-SY5Y) was treated with exosome-like nanoparticles at concentrations of 5 μg/ml, 25 μg/ml, 50 μg/ml, and 75 μg/ml. Statistical analyses were conducted using GraphPad Prism software. Following a 24-hour treatment period, the WST-1 cell viability assay observed that exosome-like nanoparticles derived from Niger seed significantly reduced cell viability at concentrations of 25 μg/ml and 50 μg/ml. This study suggests that exosome-like nanoparticles from edible plants could serve as an alternative treatment method for neuroblastoma therapy.