Doksorubisin içeren nanopartiküllerin karaciğer kanseri üzerindeki etkilerinin proteomik çalışmalarla değerlendirilmesi
Evaluation of the effects of doxorubicin loaded nanoparticles on liver cancer by proteomic studies
Yazar: GÜLÇE ÖZMEN
Danışman: PROF. DR. ŞENAY ŞANLIER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Hepatoselüler karsinom (HCC), dünya çapında en yaygın kanser türlerinden olup, kansere bağlı ölümlerde dördüncü sıradadır. HCC'un karmaşık prognoza sahip olması ve ölüm oranın yüksek olması, büyük ölçüde geç tanı eğiliminden veya tedavinin çok yönlü ve karmaşık yapısından kaynaklanmaktadır. HCC'un erken tanısının yanı sıra tedavi yaklaşımlarının anlaşılması için yeni biyobelirteçlerin bulunması, söz konusu mekanizmaların daha iyi anlaşılması yeni ve daha etkili terapötik ve tedavi yöntemlerinin geliştirilmesi için önem teşkil etmektedir. Böylece kanserle ilgili kullanılan ilaç etkin madde ile terapötik etkinliğinin ya da kanser-protein ağındaki değişikliklere dayalı tedavinin belirlenmesi için genomik analizlerin ötesinde proteomik analizlere ihtiyaç vardır. Bu tez çalışması ile daha önce etkinliği kanıtlanan doksorubisin yüklü arabinogalaktan kaplı manyetik nanopartiküler formülasyonunun (DANP) karaciğer kanser dokusu üzerinden farklanan protein ekspresyonunun karşılaştırmalı proteomik yaklaşımları ile araştırılması amaçlanmıştır. HCC tedavi etkinliği kanıtlanmış doksorubisin içeren nanopartikül ilaç taşıyıcı sistemin uygulama sonrası kanser doku ve serbest doksorubisin uygulaması ile proteomik profillerinin karşılaştırılmıştır. Protein yanıtlarındaki değişimler jel bazlı LC-MS ve solüsyon bazlı LC-MS yaklaşımları ile analiz edilmiş ve komplementar veri elde edilmiştir. Kantitatif proteomik veriler, Doksorubisin-tedavisi sonrası ve DANP-tedavisi sonrası dokuda hepatoselüler karsinomdaki heterojenliği vurgulamaktadır. Çalışma sonucunda, solüsyon bazlı LC-MS yaklaşımları ile DANP ile tedavi sonrasında kanser dokuya göre 22 adet proteinin yukarı seviyede eksprese olduğu ve 12 adet proteinin ise aşağı seviyede eksprese olduğunu tespit edilmiştir. Tez çalışması HCC'un moleküler düzeyde tümör biyolojisine dair bilgiler sunmakta ve onu hedef alan tedaviler için fikir vermektedir. Sonuç olarak tasarlanan DANP taşıyıcı sistemin doksorubisin tedavisine göre avantaj sağlama potansiyeli olduğu düşünülmektedir. Ayrıca bu çalışmada sunulan proteomik yaklaşımların değerlendirilmesi, HCC'un moleküler düzeyde anlaşılmasında ve biyobelirteç niteliğinde yeni tedavi hedeflerinin geliştirilmesinde katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the most common cancers worldwide and ranks fourth in cancer-related deaths. The complex prognosis and high mortality rate of HCC is maximazed due to the tendency for late diagnosis or the multifaceted, and complex nature of treatment. The discovery of new biomarkers for the early diagnosis of HCC as well as the understanding of treatment approaches, and a better understanding of these mechanisms are important for the development of new and more effective therapeutics in addition to treatment methods. Thus, proteomic analyses are needed beyond genomic analyses to determine the therapeutic efficacy of the active ingredients of drugs used in cancer or treatment based on changes in the cancer-protein network. In this thesis, we aimed to investigate the differential protein expression of the previously proven doxorubicin-loaded arabinogalactan-coated magnetic nanoparticulate formulation (DANP) on liver cancer tissue by comparative proteomics approaches. The proteomic profiles of DANP treatment were compared with cancer tissue and doxorubicin treatment. Differential protein responses were analysed by gel-based LC-MS and solution-based LC-MS approaches and complementary data were obtained. Quantitative proteomics data highlights the heterogeneity of HCC after DANP and doxorubicin treatment. Our results can be concluded as 22 proteins were upregulated and 12 proteins were downregulated after DANP treatment compared to cancer tissue with solution-based LC-MS approaches. Our study provides information about the tumour biology of HCC at molecular level and ideas for targeted therapies. As a result, it is thought that the designed DANP carrier system has potential to express an advantage over doxorubicin treatment. In addition, the evaluation of the proteomic approaches presented in this study will contribute to understanding of HCC at the molecular level and the development of new treatment targets as biomarkers.