Akciğer kanseri hastalarında kanser kök hücresinin farklılaşma potansiyellerinin araştırılması
Investigation of differentiation potential of cancer stem cells in lung cancer patients
Yazar: MEDİNE DOĞAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEÇİL YILMAZ ; DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞRUL TOLGA DEMİRTAŞ
Erciyes Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Kök Hücre Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Genetik = Genetics
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Hücre farklılaşması = Cell differentiation ; Kök hücreler = Stem cells ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Tedavi = Treatment

Özet:
Kanser, dünya çapında ikinci ölüm nedenidir ve bu kanser yükü hem topluma hem de sağlık sistemlerinde fiziksel ve finansal baskı oluşturmaktadır. Akciğer kanseri ise kansere bağlı ölümlerde ilk sırada yer almaktadır. Küçük hücreli dışı akciğer kanseri (KHDAK) ise akciğer kanserlerinin %85'ini oluşturmaktadır. Moleküler heterojenitesi fazla olan akciğer kanseri ve diğer kanser türleri ile yapılan çalışmalar umut vadediyor olsa da henüz kesin iyileştirici çözümler bulunmamaktadır. Bu yüzden kanserin tedavisi için alternatif tedavilere yönelim giderek artmaktadır. Kanserin arkasında itici güç olduğu düşünülen kanser kök hücresi (KKH) hedefli tedavi yaklaşımları, alternatif tedaviler arasında  önemli bir noktadadır. KKH'lerin biyolojisini anlamak, tedavisi olabilecek yeni yollara ışık tutmayı sağlayacaktır. KKH'leri hedefleyen tedavilerdeki yaklaşımlardan biri olan farklılaşma tedavisinin, KKH'lerde farklılaşmayı uyararak kanser kitlesini azaltmak ve nüks etmeyi engelleyebilmek temel hedefleridir. Farklılaşma tedavisi çalışmalarının daha da ilerletilmesi için hem KKH biyolojisine dair hem de KKH' lerin farklılaşma potansiyellerinin anlaşılabilir kılınması büyük önem taşımaktadır.
Sunulan tez çalışmanın amacı, akciğer kanseri hastalarından alınan KKH'lerin farklılaşma potansiyellerinin belirlenmesini kapsamaktadır. Bu kapsamda KHDAK hastalarından alınan tümör dokusunun primer kültürü sonrası floresan ile aktive edilmiş hücre ayrımı (FACS), flow sitometri, yöntemi ile izolasyonu sağlanan KKH'lerin in vitro ortamda adipojenik ve osteojenik farklılaşabilme potansiyellerinin gösterilmesi ve kanser tedavisinde alternatif tedavi yöntemlerinden biri olan farklılaşma tedavisine dair katkı sağlamak amaçlanmaktadır. Tez çalışmasının ilk aşamasında primer akciğer kanser hücrelerinden izole edilen KKH'lerin deneylerde kullanılmak için yeterli hücre sayısına ulaşınca kültürasyonu sağlanmıştır. Ardından, farklılaşma ortamları olan adipojenik ve osteojenik ortamlar ile muamele edilmiştir. Hücrelerin canlılığı Presto Blue analizi ile değerlendirilmiştir.  Hücrelerin farklılaşma ortamlarındaki morfolojik değişiklikleri gün gün ışık mikroskobunda takip edilip kaydedilmiştir. Bunun yanı sıra  immünohistokimyasal boyamalar ile de farklılaşma durumları incelenmiştir. Adipojenik farklılaşmanın değerlendirilmesi için farklı günlerde Oil Red O boyaması ile adipojenik farklılaşmanın göstergesi olan lipid damlacıkları boyanırken, osteojenik farklılaşmanın değerlendirilmesi için farklı günlerde Alizarin Red S boyaması ile osteojenik farklılaşmanın göstergesi olan hücre dışı mineralizasyon görüntülenmiştir. Aynı zamanda KKH'lerin farklılaşması, hücre biyolojisi alanında yeni ve güçlü bir yöntem olan Raman spektroskopisi ile belirlenen günlerde alınan ölçümler ile de değerlendirilmiştir. 
Bu çalışma kapsamında akciğer kanseri hastalarına ait KKH'lerin adipojenik ve osteojenik yönde farklılaşması başarı ile sağlanmıştır. Yapılan deneylerin değerlendirmesi ile primer akciğer hücrelerinden izole edilen KKH'lerin hastadan hastaya farklılaşma potansiyellerinin ve farklılaşma sürelerinin değiştiği görülmüştür. Yaptığımız çalışmada KKH'lerin farklılaştırılması kanser tedavisine alternatif tedavi olarak sunulan farklılaşma tedavisi ile ilgili olarak kanser biyolojisine katkı sağlamıştır. Farklılaşma potansiyellerinin hastalar arası farklılık göstermesi KKH hedefli tedavilerin kişiye yönelik olması gerektiğinin göstergesidir.

Anahtar Kelimeler: Kanser kök hücresi, adipojenik farklılaşma, osteojenik farklılaşma, farklılaşma tedavisi

Abstract:
Cancer is the second leading cause of death worldwide.  This cancer burden puts physical and financial pressure on society and health systems. Lung cancer ranks first in cancer-related deaths. Non-small cell lung cancer (NSCLC) is 85% of lung cancers. Although studies on lung cancer with high molecular heterogeneity and other cancer types are promising, there are no definitive remedial solutions yet. (Studies lung cancer and other types of cancer are promising, but there are no definitive curative solutions.) Thus, the trend towards alternative therapies for cancer treatment is on the rise. Cancer stem cell (CSC) targeted therapy approaches, which are thought to be the driving force behind cancer, are the most important among alternative therapies. Understanding the biology of CSCs will shed light on new ways that can be improved. The main purpose of differentiation therapy, which is one of the approaches in treatments targeting CSCs, is to reduce the cancer bulk and prevent recurrence by stimulating differentiation in CSCs. Need to make both CSC biology and CSC differentiation potential understandable to further differentiation therapy studies.
The purpose of the presented thesis is to determine the differentiation potential of CSC's taken from lung cancer patients. In this context, demonstrating the adipogenic and osteogenic differentiation potential of CSC's isolated by fluorescence-activated cell separation (FACS), flow cytometry method after primary culture of tumor tissue taken from NSCLC patients and differentiation therapy, which is one of the alternative treatment methods in cancer treatment. It is aimed to contribute. In the first stage of the thesis study, the culture of CSCs isolated from primary lung cancer cells was achieved when the number of cells reached sufficient for use in experiments. Subsequently, they were treated with adipogenic and osteogenic media, which are differentiation media. The viability of the cells was evaluated by Presto Blue analysis. The morphological changes of the cells in differentiation environments were followed and recorded under a light microscope day by day. Also, differentiation status was examined by immunohistochemical staining. To evaluate adipogenic differentiation, lipid droplets, which are indicative of adipogenic differentiation, were stained with Oil Red O staining on different days, while extracellular mineralization, which is an indicator of osteogenic differentiation, was observed with Alizarin Red S staining on different days to evaluate osteogenic differentiation. At the same time, the differentiation of CSCs was also evaluated by measurements taken on the days determined by Raman spectroscopy, which is a new and powerful method in the field of cell biology.
Aim of this study, adipogenic and osteogenic differentiation of CSCs belonging to lung cancer patients has been successfully achieved. With the evaluation of the experiments, it was seen that the differentiation potentials and differentiation periods of CSCs isolated from primary lung cells vary from patient to patient. Differentiation of CSCs in our study has contributed to cancer biology concerning differentiation treatment offered as an alternative treatment to cancer treatment. The difference in differentiation potentials between patients is an indication that CSC-targeted therapies should be personalized. 


Keywords: Cancer stem cell, adipogenic differentiation, osteogenic differentiation, differentiation therapy