Nanomalzeme yüklü kök hücre kaynaklı eksozomların kanser hücrelerinde fotodinamik terapi etkisi
The photodynamic therapy efficacy of nanomaterial loaded stem cell-derived exosomes in cancer cell
Yazar: ÖMÜR BEŞBINAR
Danışman: DOÇ. DR. AÇELYA YILMAZER AKTUNA
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Kök Hücre ve Yenileyici Tıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Onkoloji = Oncology

Özet:
Eksozomlar, hücreler tarafından salgılanan ekstraselüler veziküllerdir. Salgılanmış oldukları hücrelere ait protein, nükleik asit ya da eksojen parçacıkları hedef hücreye taşıyabilen önemli iletişim araçlarıdır. Düşük immünojeniteleri, nano boyutları, biyolojik bariyerlerden kolaylıkla geçebilmeleri ve sistemik dolaşımdaki uzun süreli stabiliteleri onları ilaç taşıma sistemlerinin odağı haline getirmiştir. Karbon Dot'lar, 2-3 nm boyutlarındaki yapıları, kırmızı floresan özellikleri ve terapötik yetenekleri ile tanı ve tedavi yaklaşımlarında gelecek vaat eden nanomalzemelerdir. Terapötik ajanların hedef bölgede birikimi, derin doku penetrasyonu ve hücre internalizasyonu, kanser tedavisindeki başarıyı doğrudan etkileyen kritik faktörlerdir. İlaç taşıma sistemleri, taşınan kargoyu denatürasyon ve eliminasyon gibi dış etkenlerden koruyarak ve hedef bölgedeki birikimini artırıp, yan etkileri azaltarak tedavi etkinliğini yükseltmeyi hedeflemektedir. Bu tez çalışmasında; Mezenkimal Kök Hücre kaynaklı eksozomlar aracılığı ile taşınan Karbon Dot' ların kanser hücrelerindeki Fotodinamik Terapi etkisi araştırılmıştır. Karbon Dot yüklü eksozomların karakterizasyonu için TEM, STEM, NTA, ve Akış Sitometri tekniklerinden faydalanılmıştır. Kanser hücre hatlarında eksozom aracılı Fotodinamik Terapi verimliliği in vitro ve in vivo deney sonuçlarına göre değerlendirilmiştir. Karbon Dot' ların, düşük toksisite, yüksek terapötik etki ve yoğun floresan özellikleri ile tedavi ve görüntüleme sistemleri için oldukça elverişli oldukları düşünülmektedir. Ayrıca, serbest malzeme uygulamasına kıyasla, eksozomlar aracılığı ile taşınan Karbon Dot' ların tedavi verimliliğinde önemli ölçüde artış gözlenmiştir.

Abstract:
Exosomes are extracellular vesicles secreted by cells. They are crucial communication tools that can transfer proteins, nucleic acids, or exogenous particles from the cells they originate from to target cells. Their low immunogenicity, nanoscale size, ability to easily pass through biological barriers, and long-term stability in systemic circulation have made them the focus of drug delivery systems. Carbon Dots, with their 2-3 nm size, red fluorescent properties, and therapeutic capabilities, are promising nanomaterials for diagnostic and therapeutic approaches. The accumulation of therapeutic agents in the target area, deep tissue penetration, and cellular internalization are critical factors that directly influence the success of cancer treatment. Drug delivery systems aim to enhance treatment efficacy by protecting the transported cargo from external factors such as denaturation and elimination, while also increasing accumulation in the target area and reducing side effects. In this thesis, the Photodynamic Therapy effect of Carbon Dots delivered via Mesenchymal Stem Cell-derived exosomes on cancer cells was investigated. TEM, STEM, NTA, and Flow Cytometry techniques were utilized for the characterization of exosomes loaded with Carbon Dots. The efficiency of exosome-mediated photodynamic therapy was evaluated based on in vitro and in vivo experimental results in cancer cell lines. Carbon Dots, with their low toxicity, high therapeutic effect, and strong fluorescent properties, are considered highly suitable for therapeutic and imaging systems. Furthermore, compared to the treatment of free materials, a significant increase in therapeutic efficiency was observed when Carbon Dots were delivered via exosomes.