Hepatosellüler karsinomda fotodinamik tedavinin potansiyel terapötik etkisinin araştırılması
Investigation of the potential therapeutic effect of photodynamic therapy in hepatocellular carcinoma
Yazar: ÖZGE ÖZTEN
Danışman: DOÇ. DR. FATİH SÖNMEZ ; DOÇ. DR. GAMZE GÜNEY ESKİLER
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Hepatosellüler karsinom (HSK) dünya çapında yaygın olarak gözlemlenen heterojen yapılı bir kanser türüdür. Tümörün agresif yapısından dolayı HSK tedavisinde kullanılan cerrahi, kemoradyoterapi ve çeşitli kemoterapik ilaçlar sınırlı etkiye sahiptir ve bu nedenle yeni tedavi stratejilerine ihtiyaç duyulmaktadır. Fotodinamik terapi (FDT), fotosensitizer maddelerin sistemik, lokal veya topikal olarak uygulanmasına dayanan modern ve invazif olmayan yeni bir tedavi şeklidir. 5-Aminolevulinik asit (5-ALA), FDT'de yaygın olarak kullanılan bir fotosensitizerdir. 5-ALA temelli FDT'nin farklı kanser tiplerinde etkisine dair çalışmalar mevcuttur. Ancak, 5-ALA'nın HSK tedavisinde terapötik etkisine dair herhangi bir çalışmaya rastlanılmamıştır. Mevcut tez çalışmasında, hepatit B (HBV) enfeksiyonu durumuna göre iki farklı özellikte Huh-7 (HBV-) ve SNU-449 (HBV+) HSK hücrelerinde 5-ALA/FDT'nin sitotoksik ve apoptotik etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır.
4 saat boyunca 1 mM 5-ALA uygulanan HSK hücrelerinde intraselüler PpIX miktarı belirlendikten sonra, farklı güç yoğunlukları (3, 6, 9, 12 J/cm2) ile hücreler ışıtılarak 5-ALA sitotoksik etkisi WST-1 ve apoptotik etkisi Annexin V analizi ile belirlenmiştir. Ayrıca, hücrelerde meydana gelen morfolojik değişimler akridin oranj/etidyum bromür floresans boyaması ile değerlendirilmiştir.
1 mM 5-ALA uygulanan HSK hücrelerinde kontrol grubuna göre intraselüler PpIX seviyesinin istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde arttığı ve bu artışın SNU-449 hücrelerinde daha fazla olduğu tespit edilmiştir.  WST-1 analizi sonuçlarına göre HSK hücrelerinde lazer ışıma sonrasında canlılık oranlarının istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde azaldığı belirlenmiştir.  SNU-449 hücre hattında 12 J/cm2 güç yoğunluğunun, Huh-7 hücre hattında ise 9 J/cm2 güç yoğunluğunun en yüksek sitotoksititeye neden olduğu tespit edilmiştir. 5-ALA/FDT HSK hücrelerinde özellikle erken apoptotik ölüme neden olduğu ve SNU-449 hücrelerinin 5-ALA/FDT tedavisine daha duyarlı olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, 5-ALA/FDT uygulanan HSK hücrelerinde DNA fragmentasyonu, kromatin yoğunlaşması, hücre boyutunda küçülme ve/veya hücre büzülmesi ve nükleer parçalanma gözlemlenmiştir.
Sonuç olarak, mevcut tez çalışması ile ilk kez 5-ALA/FDT'nin Huh-7 ve SNU-449 HSK hücrelerinde sitotoksik ve apoptotik etkiye sahip olduğu in vitro olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Hepatocellular carcinoma (HCC) is a type of heterogeneous cancer that is widely observed worldwide. Due to the aggressive fetaures of the tumor, the surgical, chemoradiotherapy and various chemotherapy drugs used in HCC treatment have a limited effect and therefore new treatment strategies are needed. Photodynamic therapy (PDT) is a modern, non-invasive new form of therapy based on systemic, local or topical application of photosensitizing agents. 5-Aminolevulinic acid (5-ALA) is a commonly used PS in PDT. There are different studies evaluating the effect of 5-ALA based PDT on different types of cancer. However, there is no study on the therapeutic effect of 5-ALA in HCC treatment. The present thesis study aims to determine the cytotoxic and apoptotic effect of the 5-ALA/PDT on two different Huh-7 (HBV-) and SNU-449 (HBV+) HCC cells according to the status of the hepatitis B (HBV) infection.
After determining the amount of intracellular PpIX in HCC cells treated with 1 mM 5-ALA for 4 hours, the cells were irradiated with different power densities (3, 6, 9, 12 J/cm2). The cytotoxic and apoptotic effect of 5-ALA were determined by WST-1 and Annexin V analysis. In addition, the morphological changes in cells were evaluated by acridine orange-ethidium bromide fluorescence staining.
The intracellular PpIX level significantly sincreased in HCC cells treated with 1 mM 5-ALA for 4 hours compared to the control group and the level of PpIX was higher in SNU-449 cells. According to the WST-1 analysis results, the viability of HCC cells was considerably reduced after laser irradiation. It was determined that 12 J/cm2 power density in SNU-449 cell line and 9 J/cm2 power density in Huh-7 cell line caused the highest cytotoxicity. 5-ALA/PDT caused especially early apoptotic death in HCC cells and SNU-449 cells were more sensitive to 5-ALA/PDT treatment. In addition, DNA fragmentation, chromatin condensation, reduction in cell size and /or cell shrinkage and nuclear fragmentation were observed in HCC cells treated with 5-ALA/ PDT.
As a result, our results for the first time showed that 5-ALA/PDT have a cytotoxic and apoptotic effect on Huh-7 and SNU-449 HCC cells in the present thesis study, in vitro.