MCF-7 kanser hücre hattının kalsiyum fosfat nanopartikülü kullanılarak interlökin-6 sitokini ile etiketlenmesi
Labeling of MCF-7 cancer cell line with interleukin-6 cytokine using calcium phosphate nanoparticle
Yazar: SEDA GENÇ
Danışman: DOÇ. DR. NELİSA TÜRKOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Dünya Sağlık Örgütü verilerine göre, 2020 yılında yaklaşık 10 milyon kişi kanserden hayatını kaybetmiştir. Bu ölümcül hastalığın tedavi süresi boyunca zahmeti, maliyeti ve hastaya olan yan etkileri oldukça büyük önem arz etmektedir. Bu kapsamda geleneksel tedavi yöntemlerinin yetersiz kalması, alternatif bir tedavi yöntemi olan immünoterapinin gelişmesine yol açmıştır. Böylelikle, temel sorunların en aza indirgenmesi, son yıllarda oldukça adından söz ettiren yeni nesil immünoterapi ile mümkün olabilmektedir. Terapötik genlerin hedef hücrelere transfeksiyonu "vektör" olarak adlandırılan taşıyıcı sistemlerle mümkündür. Moleküler biyoloji ve nanoteknoloji alanlarının ortak çalışması ile geliştirilen nanopartiküller, kanser immünoterapisinde oldukça popüler olan nanotaşıyıcılardır. Kendine özgü avantaj ve dezavantajlara sahip olan kalsiyum fosfat nanopartikülleri in vitro ve in vivo gen aktarım çalışmalarında umut veren bir yaklaşım olmuştur.
Sunulan tez çalışması kapsamında, kanser immünoterapisinde kullanılmak üzere birlikte çökeltme yöntemi kullanılarak kalsiyum fosfat nanopartikülleri (CaP) sentezlenmiş ve karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Ardından, sentezlenen nanopartiküller aracılığıyla MCF-7 meme kanser hücre hattına IL-6 ve GFP genini kodlayan plazmid aktarımı gerçekleştirilmiştir. Kalsiyum fosfat nanopartiküllerinin partikül boyutu, zeta potansiyel değerleri ve boyut dağılım indeksi (PDI) dinamik ışık saçılımı (DLS) yöntemiyle Zetasizer Nano ZS cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Nanopartiküllerin kimyasal yapısı ve sahip olduğu fonksiyonel gruplar, Fourier Dönüşüm Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ile tespit edilmiştir. Partiküllerin morfolojik özellikleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik güç mikroskobu (AFM) ile belirlenmiştir. Sentezlenen nanopartiküllerin sitotoksisite çalışmaları L929 fare fibroblast hücreleri üzerinde MTT analizi ile gerçekleşmiştir. Ardından, sentezi ve karakterizasyon çalışmaları tamamlanan nanopartiküller ile transferi gerçekleştirilecek olan pEGFP N1-IL-6 plazmidi çoğaltılmış ve saflaştırılmıştır. MCF-7 hücrelerine nanopartikül aracılığıyla aktarılan genin transfeksiyon verimi değerlendirilmiştir. Transfeksiyon etkinliği, floresan ataçmanlı inverted mikroskop ile 24 saat boyunca GFP ışımasının takip edilmesiyle tayin edilmiştir.

Abstract:
According to the data of the World Health Organization, approximately 10 million people died from cancer in 2020. The inconvenience, cost and side effects of this fatal disease during the treatment period are of great importance. In this context, the insufficiency of traditional treatment methods has led to the development of immunotherapy, which is an alternative treatment method. Thus, minimizing the basic problems is possible with the new generation immunotherapy, which has become popular in recent years. Transfection of therapeutic genes into target cells is possible with delivery systems called "vectors". Nanoparticles developed by the joint work of molecular biology and nanotechnology are highly popular nanocarriers in cancer immunotherapy. Calcium phosphate nanoparticles, which have their own advantages and disadvantages, have been a promising approach in in vitro and in vivo gene transfer studies.
In the presented thesis, calcium phosphate nanoparticles (CaP) were synthesized and characterization studies were carried out by using the co-precipitation method to be used in cancer immunotherapy. Subsequently, plasmid encoding IL-6 and GFP gene was transferred to MCF-7 breast cancer cell line by means of synthesized nanoparticles. Particle size, zeta potential values and size distribution index (PDI) of calcium phosphate nanoparticles were determined by dynamic light scattering (DLS) method using Zetasizer Nano ZS device. The chemical structure and functional groups of nanoparticles were determined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Morphological properties of the particles were determined by scanning electron microscopy (SEM) and atomic power microscopy (AFM). Cytotoxicity studies of synthesized nanoparticles were carried out by MTT analysis on L929 mouse fibroblast cells. The cargo plasmid to be transferred was amplified and purified. The transfection efficiency of the gene transferred to MCF-7 cells via nanoparticle was evaluated. Transfection efficiency was determined by monitoring GFP imaging using a fluorescence microscope for 24 hours.