İnsan servikal kanser (HELA) hücreleri üzerine nanotaşıyıcı sistemlere yüklenmiş Doksorubisin'in sitotoksik etki ve bazı genlerin ekspresyon profillerinin belirlenmesi.
Cytotoxic effect of doxorubicin loaded on nanocarrier systems on human cervical cancer (HELA) cell line and determination of some genes expression profiles.
Yazar: KENAN UTKU
Danışman: PROF. DR. YAVUZ SİLİĞ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Doksorubisin = Doxorubicin ; Gen ifadesi = Gene expression ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sitotoksisite = Cytotoxicity ; Uterin servikal hastalıklar = Uterine cervical diseases ; Uterin servikal neoplazmlar = Uterine cervical neoplasms ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers

Özet:
Servikal kanser, gebelik çağındaki kadınları etkileyen jinekolojik kanserlerden biridir. Kadınlarda dördüncü en yaygın kanser servikal kanseridir. Servikal kanser tedavisinde kullanılan ilaçlar arasından biri Doksorubisin (DOX) dir. DOX geniş bir antikanser aktivite spektrumuna sahiptir, ancak ciddi yan etkileri özellikle kardiyotoksisitesi nedeniyle klinik uygulaması sınırlıdır. Bu dezavantajlar azaltmak ve doksorubisinin antikanser etkinliğini arttırmak amacıyla, bu çalışmada ilk olarak titanyum dioksit (TiO2) nanoparçacıkları sentezlendi. Ancak TiO2'nin toksisitesi çok yüksek olduğu için polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilerek yeni bir ilaç dağıtım sistemi, nanotaşıyıcı sistemi oluşturuldu. Son olarak sentezlenen nano taşıyıcı sistem anti kanser ilaç DOX ile modifiye edildi. İnsan servikal kanser hücre hattı (HeLa) üzerine sentezlenen TiO2, DOX, PEG-TiO2, PEG-TiO2-DOX nanoparçacıkları uygulayanıp, sitotoksik dozları MTT yöntemi kullanarak belirlendi.  İnsan servikal kanser hücre hattı HeLa üzerine 24, 48 ve 72 saat boyunca TiO2, DOX, PEG-TiO2, PEG-TiO2-DOX ilaçlarının farklı konsantrasyonları (0,5-50µg/ml) uygulanıp IC50 dozları hesaplandı. Bu ajanlar arasında en aktif 72 saat sonrası TiO2 ve DOX olduğunu tespit edildi. PEG-TiO2-DOX nanotaşıyıcı temelli ilacın IC50 6.467±0.135 µg/ml olduğu saptandı. Sonraki aşamada, 48 saat inkübasyon nedeniyle her ilaç için elde edilen IC50 dozlarını HeLa hücre hattı üzerine uygulanıp 48 saat inkübe edildi ve hücrelerden RNA izole edildi. RNA örneklerinden cDNA senteze eildi ve bu örneklerde GPX1, SOD1, CAT, PRDX1, CSNK1A1, CTNNB1, CCND1, NFKB1, TOP2A, BAX, NQO1 ve ABCB1 genlerinin ekspresyon düzeyleri kantitatif PCR (qPCR) yöntemiyle belirlendi. 
En sona PEG-TiO2-DOX  nanotaşıyıcı temelli ilacın tüm genlerin ekspresyonunu artırdığı tesbit edildi. TiO2 nanoparçacıkların GPX1, PRDX1 ve CTNNB1 genlerin ekspresyonu azaltırken, tüm diğer genlerinin ekspresyonu arttırdığı belirlendi. DOX ilacı ise CTNNB1 geni hariç tüm diğer genlerin ekspresyonu arttırdığı saptandı. PEG-TiO2  CTNNB1, CCND1, NFκB ve ABCB1 genlerin ekspresyonu azaltırken, tüm diğer genlerin ekspresyonu arttığı tespit edildi.

Anahtar kelimeleri: Servikal Kanser, Hela, Doksorubisin, Nanoparçacık, Gen Ekspresyonu, GPX1, SOD1, CAT, PRDX1, CSNK1A1, CTNNB1, CCND1, NFKB1, TOP2A, BAX, NQO1, ABCB1.

Abstract:
Cervical cancer is one of the gynecological cancers that affects women in the gestational age. In women the fourth most common cancer is cervical cancer. Doxorubicin (DOX) is one of the drugs that used in treatment of cervical cancer. DOX has a wide spectrum of anticancer activity, but its clinical application is limited because of its serious side effects, especially cardiotoxicity. In this study, firstly titanium dioxide (TiO2) nanoparticles were synthesized in order to reduce or completely remove such disadvantages and increase the anticancer activity of doxorubicin. Due to the very high toxicity of TiO2, a new drug delivery system called nanocarrier system, was created when it TiO2 modified with polyethylene glycol (PEG). Finally, the synthesized nano-carrier system was modified with anti-cancer drug DOX. In this study, the synthesized nanoparticles TiO2, DOX, PEG-TiO2, PEG-TiO2-DOX  were applied on human cervical cancer cell line (HeLa) and cytotoxic dose was determined by MTT method. Different concentrations (0.5-50 µg / ml) of TiO2, DOX, PEG-TiO2, PEG-TiO2-DOX drugs were applied on the human cervical cancer cell line HeLa for 24, 48 and 72 hours, and IC50 doses were calculated. Among these drugs, TiO2 and DOX were found to be the most active after 72 hours. PEG-TiO2-DOX nanocarrier based drug was found to be IC50 6.467 ± 0.135 µg / ml. In the next step, obtained from the incubation of  each drugs for 48 hours IC50 doses were applied on HeLa cell line and incubated for 48 hours then RNA was izolated from the cells. After that we synthesized cDNA from RNA samples and GPX1, SOD1, CAT, PRDX1, CSNK1A1, CTNNB1, CCND1, NFKB1, TOP2A, BAX, NQO1 and ABCB1 genes were determined by real time RT-PCR analysis method. 
As a result, it was found that the drug PEG-TiO2-DOX based on nanocarrier increased the expression of all genes. It was found that TiO2 nanoparticles reduce expression of GPX1, PRDX1 and CTNNB1 genes, while increased the expression of all other genes. On the other hand, DOX drug was found to increase the expression of all genes except CTNNB1 gene. While PEG-TiO2 decreased the expression of CTNNB1, CCND1, NFκB and ABCB1 genes, it increased the expression of all other genes.

Key words: Cervical Cancer, Hela, Doxorubicin, Nanoparticle, Gene Expression, GPX1, SOD1, CAT, PRDX1, CSNK1A1, CTNNB1, CCND1, NFKB1, TOP2A, BAX, NQO1, ABCB1.