Üç boyutlu biyobaskılama yöntemiyle akciğer kanser kök hücreleri kullanılarak ın-vitro ko-kültür sisteminde akciğer üç boyutlu tümör mikro-çevresinin oluşturulması
Creation of lung three-dimensional tumor microenvironment in in-vitro co-culture system using lung cancer stem cells by three-dimensional bioprinting
Yazar: SEDAT YENİAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL GÜNEŞ BAĞIŞ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Amaç: Doku mühendisliği ve rejeneratif tıpta en çok kullanılan yöntemlerden biri olan 3 boyutlu (3B) biyobaskı teknolojisi, kök hücre çalışmaları ve ilaç araştırmalarının da içerisinde olduğu birçok fizyolojik mekanizmanın aydınlatılmasında kullanılan önemli bir tekniktir. Bu teknolojideki ilerlemelere rağmen tam anlamıyla küçük hücreli dışı akciğer (AC) kanseri (A549) modelleri gerçek AC tümör dokusunu taklit etmekte yetersiz kalmaktadır. Bu çalışmada in vivo tümör mikroçevresini morfolojik ve fonksiyonel bir 3B organoid tipte biyobaskı yöntemiyle oluşturabilmek için; AC kanser kök hücreleri, insan endotel hücreleri (EA.hy926) ve sağlıklı AC epitel hücrelerinin (BEAS-2B); tümör mikromimarisi ve hava-sıvı arayüzeyine uygun olarak 3B biyobaskılanması ve karakterizasyonu amaçlandı. 
Yöntem: EA.hy926 hücreleri in-vivo mikromimari düzenine uygun olarak transwell membrana ekilerek kaplandı. BEAS-2B ve KKH hücreleri özelliklerine uygun olarak geliştirdiğimiz iki tip biyomürekkep kullanılarak 3B biyobaskılanarak hava-sıvı arayüzeyinde kültür edildi. Elde edilen AC 3B tümör mikroçevresi organoidinde canlı/ölü, SEM, histokimya ve immunofluoresan analizleri ile karakterize edildi.
Bulgular: Hem biyomürekkep 1'in (BEAS-2B hücreleri) hem de biyomürekkep 2'nin (BEAS-2B ve AKKH) hücre canlılığı, por çapı ve hücre boyutları açıcından in vivodaki mikromimarisine ve hücreye spesifik olan belirteçlerine uyumlu olduğu görüldü.
Sonuç: Geliştirilen bu biyomürekkepler, biyobaskılama tasarımı ve hava-sıvı arayüzeyi modellerinin; ileride tümör mikroçevresinde bulunan diğer hücrelerin de eklendiği ve uzun süreli kültüre olanak tanıyan biyoreaktörler kullanılarak kurgulanan çalışmalara ihtiyaç duyulduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Objective: Three-dimensional (3D) bioprinting technology, one of the most widely used methods in tissue engineering and regenerative medicine, is an important technique used to elucidate many physiological mechanisms, including stem cell studies and drug research. Despite the advances in this technology, complete non-small cell lung cancer (A549) models are insufficient to mimic real lung tumor tissue. This study, aimed to 3D bioprint and characterize lung cancer stem cells, human endothelial cells (EA.hy926), and healthy lung epithelial cells (BEAS-2B) by the tumor microarchitecture and air-liquid interface to create a morphological and functional 3D organoid-type bioprinting method for in vivo tumor microenvironment.
Method: EA.hy926 cells were seeded and plated on a transwell membrane by the in-vivo microarchitecture scheme. BEAS-2B and CCS cells were cultured at the air-liquid interface by 3D bioprinting using two types of bioinks we developed by their properties. The resulting lung 3D tumor microenvironment organoid was characterized by live/dead, SEM, histochemistry, and immunofluorescence analysis.
Results: Both bioink 1 (BEAS-2B cells) and bioink 2 (BEAS-2B and CCS) were consistent with in vivo microarchitecture and cell-specific markers in terms of cell viability, pore diameter, and cell size.
Conclusion: These developed bioinks, bioprinting design, and air-liquid interface models need further studies using bioreactors that allow for long-term culture and the addition of other cells in the tumor microenvironment.