Metastatik prostat kanserinde 5-ALA'nın    fotodinamik tedavide anti-kanser etkisinin belirlenmesi
Determination of the anti-cancer effect of 5-ALA in photodynamic therapy in metastatic prostate cancer
Yazar: SÜMEYYE KARADAĞ
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ZAHİD YILDIZ ; DOÇ. DR. GAMZE GÜNEY ESKİLER
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Üroloji = Urology
Dizin: Fotodinamik tedavi = Photodynamic therapy ; Lazer ışını = Laser beam ; Levulinik asitler = Levulinic acids ; Prostat neoplazmları = Prostatic neoplasms

Özet:
Prostat kanseri, Dünya çapında erkekler arasında kansere bağlı ölümlerin ikinci önde gelen nedenidir. Prostat kanseri, prostat bezindeki hücrelerin sinyalizasyonunun bozulması sonucunda hücrelerin kontrolsüz çoğalmasıyla meydana gelmektedir. Primer prostat kanser hücreleri çoğunlukla androjen yoksunluğu tedavisine duyarlıdır. Ancak, prostat kanserinin ileri evrelerinde hastaların çoğunda metastaz gelişmektedir. Mevcut tedavi seçenekleri arasında yer alan cerrahi müdahale, radyoterapi, kemoterapi ve hormon tedavisi prostat kanserinde sınırlı etkiye sahiptir. Bu nedenle, metastatik prostat kanseri tedavisi için alternatif tedavi seçeneklerine ihtiyaç duyulmaktadır. 
Fotodinamik tedavi (FDT) halihazırda malign kanser türlerinde alternatif tedavi seçeneklerinden biri olarak dikkat çekmektedir. 
FDT'de, dokuda akümüle olabilen fotosensitizer (FS) adı verilen ışığa duyarlı ajana, FS'ı uyarabilecek belirli dalga boyunda ışık kaynağına ve ortamda oksijen varlığına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu üç komponentden her birinin tek başına zararı bulunmazken uygun kombinasyonlarla ve koşullarda bir araya geldiklerinde reaktif oksijen türleri (ROS) oluşturarak kanser hücrelerinde hücre ölümüne yol açmaktadır.
Bu çalışmada PC-3 metastatik prostat kanseri hücrelerinde, ışığa duyarlı ajan olarak kullanılan 5-Aminolevulinik asid (5-ALA) temelli FDT'nin anti-kanser etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 5-ALA'nın dozu, lazer enerji yoğunluğu, hedef dokuda birikme süresi parametreleri araştırılarak, PC-3 hücrelerinde en etkin FDT protokolü belirlenmiştir. Bu kapsamda, 5-ALA/FDT'nin sitotoksik etkisi WST-1 analizi ile belirlenmiş olup, Annexin V ve akridin oranj / etidyum bromür boyaması hücrelerde neden olduğu apoptotik etki analiz edilmiştir. Yapılan optimizasyon çalışmaları sonucunda 1 mM 5-ALA'nın 4 saat boyunca inkübe edilmesi ve 60 J/cm2 lazer enerji yoğunluğunda gerçekleştirilen FDT sonrasında en iyi sonucu veren parametreler olarak belirlenmiştir. Bu parametreler ile ana çalışmaya geçilmiş ve yapılan analizler sonucunda 60 J/cm2 enerji ile uyarılmış FDT grubundaki hücrelerin %32,20'i erken apoptotik ve %3,50'i geç apoptotik olarak belirlenmiştir. 
Sonuç olarak, 5-ALA temelli FDT'nin PC-3 hücrelerinde %32 oranında apoptoza neden olduğu in vitro bir çalışma ile belirlenmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Prostat Kanseri, Fotodinamik Tedavi, 5-ALA, Lazer Işık

Abstract:
Prostate cancer is the second leading cause of cancer-related death among males globally. Prostate cancer is characterized by excessive cell growth induced by a breakdown in cell signaling in the prostate gland. Primary prostate cancer cells are mostly sensitive to androgen deprivation therapy. However, in the advanced stages of prostate cancer, most patients develop metastases. Surgical intervention, radiotherapy, chemotherapy and hormone therapy, which are among the current treatment options, have limited effects in prostate cancer. As a result, there is a need for innovative therapeutic options for metastatic prostate cancer.
Photodynamic therapy (PDT) is currently attracting attention as one of the alternative treatment options in malignant cancer types.
In PDT, a photosensitive agent called photosensitizer (FS) that can accumulate in the tissue, a light source of a certain wavelength that can stimulate FS, and the presence of oxygen in the environment are needed. While each of these three components is harmless on its own, when combined with appropriate combinations, it creates reactive oxygen species (ROS) and causes cell death in cancer cells.
The goal of this study was to see if 5-Aminolevulinic acid (5-ALA)-based PDT, which is utilized as a photosensitive agent in PC-3 metastatic prostate cancer cells, had an anti-cancer impact. The most effective PDT protocol in PC-3 cells was determined by investigating the parameters of 5-ALA dose, laser energy density, and accumulation time in the target tissue. In this context, WST-1 analysis was conducted to analyze the cytotoxic effect of 5-ALA/FDT, and Annexin V and acridine orange / ethidium bromide staining procedures were used to determine its apoptotic effect on cells. Following the optimization tests, the parameters that gave the best outcomes after PDT were identified to be 1 mM 5-ALA incubation for 4 hours and 60 J/cm2 laser energy density. The main investigation was started with these parameters, and the analysis revealed that 32.20% of the cells in the FDT group stimulated with 60 J/cm2 energy were determined as early apoptotic and 3.50% as late apoptotic.
In conclusion, in the current thesis study, it was determined by an in vitro study that 5-ALA-based FDT caused apoptosis at a rate of 32% in PC-3 cells.
Keywords: Prostate Cancer, Photodynamic Therapy, 5-ALA, Laser Light