MAPK6 genini hedefleyen siRNA yüklü PLGA nanopartiküllerinin MCF-7 meme kanseri hücre hattında antikanser etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of anticancer effects of siRNA-loaded PLGA nanoparticles targeting the MAPK6 gene in MCF-7 breast cancer cell line
Yazar: CEYHUN TORUNTAY
Danışman: PROF. DR. BANU MANSUROĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics
Dizin: Antikanser = Anticancer ; Meme kanseri =   ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Polimerik partiküller = Polymeric particles ; RNA interferaz = RNA interference

Özet:
Meme kanseri, kadınlarda yaşam kalitesini oldukça düşüren ve fazla sayıda ölüme yol açan bir hastalıktır. Mevcut tedavi yöntemleri, etkili tedaviyi minimum yan etki ile sağlama bakımından istenilen düzeyden fazlasıyla uzaktır. MCF-7 meme kanseri hücrelerinde, Mitojenle aktive olan protein kinaz 6 (MAPK6) geninin aşırı eksprese edildiği bilinmektedir. Küçük mücadeleci RNA'lar (siRNA), RNA interferans mekanizması aracılı hedef genin ekspresyonunu etkili şekilde baskılayabilmektedir. Ancak, siRNA'ların negatif yükleri nedeniyle düşük hücresel alımı, hücrede kısa yarı ömürleri ve enzimatik aktiviteye karşı savunmasız olmaları siRNA bazlı terapötik stratejilerin önünde duran başlıca engellerdir. Yüksek biyouyumluluk sergileyen nanopartiküler taşıma sistemleri, bu engellerin ortadan kaldırılması açısından sıklıkla tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, MAPK6 genini hedefleyen siRNA yüklü PLGA nanopartiküllerinin sentezlenmesi ve bu nanopartiküllerin MCF-7 meme kanseri hücre hattı üzerindeki olası antikanser etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. MAPK6 siRNA yüklü PLGA nanopartikülleri (MAPK6 siRNA NP), scrambled siRNA yüklü PLGA nanopartikülleri (scrambled siRNA NP) ve boş PLGA nanopartikülleri (boş NP) ikili emülsiyon çözücü buharlaştırma yöntemi ile sentezlenmiştir. Sentezlenen nanopartiküllerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir ve nanopartiküller enkapsülasyon etkinliği, boyut, şekil, yüzey özellikleri ve salım profili gibi özellikler bakımından uygun bulunmuştur. MAPK6 siRNA NP'nin MCF-7 hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi MTT testi ile incelenmiştir. MAPK6 siRNA NP için IC40 değeri 24 saat muamele sonrası 20 µg/mL, 48 saat muamele sonrası 30 µg/mL olarak belirlenmiştir. MAPK6 siRNA NP uygulamasının, MAPK6 gen ve protein ekspresyonunu, kontrol grubuna kıyasla anlamlı düzeyde azalttığı belirlenmiştir. Ardından, bu baskılamanın olası antikanser etkileri çeşitli analizler ile test edilmiştir. Analiz sonuçları, MAPK6 siRNA NP'nin, MCF-7 hücrelerinin migrasyonunu, proliferasyonunu ve koloni oluşturma yeteneğini anlamlı düzeyde azalttığını ve MCF-7 hücrelerinin apoptozunu anlamlı düzeyde artırdığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, MCF-7 hücrelerinde MAPK6 siRNA NP ile MAPK6 geninin baskılanmasının antikanser etkiye neden olduğunu belirlenmiştir. Bu durum, MAPK6'yı aday terapötik hedef haline getirmektedir.
Anahtar Kelimeler: MAPK6, siRNA, PLGA nanopartikül, meme kanseri, antikanser

Abstract:
Breast cancer is a disease that significantly reduces the quality of life and causes a high number of deaths in women. Current treatment methods are far from the desired level in terms of providing effective treatment with minimum side effects. Mitogen-activated protein kinase 6 (MAPK6) gene is known to be overexpressed in MCF-7 breast cancer cells. Small interfering RNAs (siRNA) may effectively suppress the expression of the target gene by RNA interference mechanism. However, the low cellular uptake of siRNAs due to their negative charge, their short half-life in the cell, and their vulnerability to enzymatic activity are major obstacles to siRNA-based therapeutic strategies. Nanoparticle transport systems with high biocompatibility are often preferred to eliminate these barriers. In this thesis, it was aimed to synthesize siRNA-loaded PLGA nanoparticles targeting the MAPK6 gene and to investigate the possible anticancer effects of these nanoparticles on the MCF-7 breast cancer cell line. PLGA nanoparticles loaded with MAPK6 siRNA (MAPK6 siRNA NP), PLGA nanoparticles loaded with scrambled siRNA (scrambled siRNA NP) and blank PLGA nanoparticles (blank NP) were synthesized by double emulsion solvent evaporation technique. The characterization of the synthesized nanoparticles was carried out, and the nanoparticles were found to be suitable in terms of properties such as encapsulation efficiency, size, shape, surface properties and release profile. The cytotoxic effect of MAPK6 siRNA NP on MCF-7 cells was investigated by MTT assay. The IC40 value for MAPK6 siRNA NP was determined as 20 µg/mL after 24 hours of treatment and 30 µg/mL after 48 hours of treatment. It was determined that MAPK6 siRNA NP administration significantly reduced the expression of the MAPK6 gene and protein compared to the control group. Subsequently, the possible anticancer effects of this suppression were tested by various analysis. According to these results, MAPK6 siRNA NP significantly decreased the migration, proliferation and colony formation ability of MCF-7 cells and significantly increased apoptosis of MCF-7 cells. In conclusion, it was determined that suppression of MAPK6 gene with MAPK6 siRNA NP in MCF-7 cells produced an anticancer effect. This makes MAPK6 a candidate therapeutic target.
Keywords: MAPK6, siRNA, PLGA nanoparticle, breast cancer, anticancer