Kanser hücrelerini tanıma potansiyeli bulunan elektroaktif yüzeylerin oluşturulması, karakterizasyonu ve ın vitro uygulamaları
Design, characterization and implementation of modified surfaces: electrochemical detection of cancer cells
Yazar: EYLÜL BAŞKURT
Danışman: PROF. DR. SUNA TİMUR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Karakterizasyon = Characterization ; Neoplazm hücreleri = Neoplastic cells ; Poliamidoamin = Polyamidoamine ; İn vitro = In vitro

Özet:
Kanser günümüzde sık görülen ve öldürücülüğü yüksek olan önemli bir sağlık problemidir. Erken tanısı, bu hastalığın tedavi edilebilme şansını yükseltmektedir. Biyolojik tanıma özelliğine sahip fonksiyonel yüzeylerin geliştirilmesi, kanser tanısı ve tedavisi açısından son derece önemlidir. Tez projesi kapsamında, kanser hücrelerine özgü biyomoleküllerle fonksiyonlandırılmış elektroaktif yüzeyler tasarlanıp karakterize edilmiştir. Substrat olarak kullanılan altın yüzeylerin sırasıyla PAMAM (Poliamidoamin) molekülleri ve biyolojik ligandlarla (Folik asit, Anti-HER2, Anti-MTDH) modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Sonrasında, bu modifiye yüzeylerin hücrelerle spesifik olarak bağlanabilme özellikleri elektrokimyasal (döngüsel voltammetri, diferansiyel puls voltammetrisi) yöntemlerin kullanımıyla belirlenmiştir. Hazırlanan yüzeylerin belirli bir kanser türüne spesifik olabilme potansiyelleri pozitif (MCF-7) ve negatif (PC-3) kontrol ile karşılaştırma grubu (HMEC) oluşturularak test edilmiştir.İlk olarak çalışma koşullarının optimizasyonu kapsamında çalışma pH'sı ve yüzey modifikasyonunda kullanılan optimum biyomolekül konsantrasyonları bulunmuştur. Ardından, bu biyomoleküller ile modifiye farklı yüzeylerin, her üç hücre hattına ilişkin doğrusal tayin aralıkları belirlenmiştir. Hücre hatları kendi içlerinde karşılaştırıldığında en yüksek sinyal cevapları (?I, µA) beklenildiği gibi MCF-7 hücrelerinde görülmüştür. Hedef olarak farklı biyomolekülleri içeren modifiye yüzeyleri MCF-7 hücrelerine karşın kendi içlerinde değerlendirildiklerinde, spesifik etkileşime bağlı en yüksek sinyalin, folik asit ile modifiye yüzey ile elde edildiği görülmektedir. Yüzeylere ait temas açısı, AFM ve SEM ölçümleri elektrokimyasal olarak elde edilen sonuçları doğrular niteliktedir ve hücrelerin PAMAM molekülleri ile spesifik olmayan etkileşimleri göz ardı edilebilecek düzeydedir.Bu çalışmadan elde edilen çıktılar hücre-yüzey etkileşimlerinin izlenebilmesi ve yüzeyinde hücre kültürü yapılan çip sistemlerinin geliştirilmesine yönelik veri toplanması açısından önemlidir.

Abstract:
Cancer is one of the most common healthy problem to cause death at the present time. The chance of being cured of cancer increases with early diagnosis. The development of functional surfaces with biological recognition has significant importance for teragnostic applications.In this study, electroactive surfaces functionalized with biomolecules specific to cancer cells has been designed and characterized. Gold surfaces were modified by Polyamidoamine (PAMAM) molecules and biological ligands, folic acid, anti-HER2 and anti-MTDH antibodies, respectively. Then, interaction of the modified surfaces with the selected cell lines were monitored via electrochemical methods such as cyclic voltammetry and differential puls voltammetry. Potential use of the surfaces which are expected to be specific to cancer types, were examined by using different cell lines (MCF-7, PC-3 and HMEC).Initially, optimization of working conditions (pH and biomolecules amount on the surfaces) was carried out. Afterwards, interaction of different surfaces modified with the targeting biomolecules, and different cell lines were examined. Comparing to cell lines, the highest signal response (?I, µA) was obtained from MCF-7 cells as expected. On the other hand, in comparison to the biomolecules versus MCF-7 cells, the highest response due to the interaction was observed from folic acid. Also, contact angle measurements, SEM and AFM images were investigated. It was also found that non-specific interaction of PAMAM and cells were negligible level.The outputs from this study offer an insight into studies of surface-cell interactions and monitoring cell culture systems on the chip.