Influence of micropatterned polymeric substrates on cancer cell behavior
Mikrodesenli polimerik sübstratların kanser hücresi davranışı üzerine etkisi
- Tez No: 442182
- Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI, DOÇ. DR. UTKAN DEMİRCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biyoloji, Biyomühendislik, Biotechnology, Biology, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Biyolojik etkileşim, Deforme çekirdekler, Meme kanseri, Biological interaction, Deformed nuclei
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmanın amacı PLGA ve PLLA gibi biyobozunur ve PMMA gibi bozunmaz polimerler kullanarak mikrodesenli yüzeyler üretmekti. Bu yüzeyler kullanılarak hücrelerin çoğalma, hücre morfolojisi, çekirdek morfolojisi ve deformasyonu, fokal adhezyonlar ve ilişkili yolaklar, hücre bölünmesi döngüsü ve kanser hücrelerinde epitel-mezenşimal dönüşüm yanıtları incelenmiştir. Bu amaçla fotolitografi yöntemi kullanılarak mikrodesenlerle donatılmış dokuz yüzey üretilmiştir. Saos-2 osteosarkom ve hOB insan osteoblast benzeri hücreleri PLGA, PLLA ve bu iki polimerin karışımından üretilen mikrodesenli yüzeyler üzerinde büyütülmüş ve fokal adhezon ve mikro sütunları bükme özellikleri araştırılmıştır. Mikrodesenli yüzeyler üzerinde çekirdek deformasyonlarının incelenmesinde Saos-2, hOB, L-929 fare fibroblast, SH-SY5Y nöroblastom ve MCF-7 meme kanseri hücreleri ile gerçekleştirilmiştir. Hücre bölünmesi ve döngüsü çalışmalarında PLGA üzerinde Saos-2 hücreleri ve PMMA üzerinde MDA-MB231 ve MCF-7 hücreleri büyütülmüştür. Bütün mikrodesenli yüzeylerin çekirdeği deforme ettiği, mikro sütunların aralığı en dar olan yüzeylerde deformasyonun en üst düzeyde olduğu saptanmıştır. Test edilen tüm hücre tipleri içerisinde en belirgin çekirdek deformasyonu kanser hücrelerinde (Saos-2, MCF-7, SH-SY5Y) gözlenmiştir. Saos-2 ve hOB mikro sütunları bükmek için benzer düzeyde kuvvet uygulamaktadırlar. Mikrosütunlar arasında en fazla kuvvet PLGA ve PLLA yüzeylerde saptanmıştır. Mikrodesenli PMMA yüzeylerin hücre döngüsü üzerine etkisi olduğu ve G0/G1 fazında duraklamaya yol açtığı bulunmuştur. Epitel kökenli meme kanseri hücrelerinde RT-qPCR ve RNA sekanslama analizleri ile mikrodesenli PMMA yüzeylerin epitel-mezenşimal dönüşümünü uyardıkları görülmüştür. Sonuç olarak mikrodesenli yüzeyler bir çok hücresel süreç ve hücre içi sinyal yolağını etkilemektedir. Kanser hücrelerinin bu değişikliklere daha duyarlı olduğu saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of this study was to develop micropatterned surfaces on biodegradable polymers such as PLGA and PLLA and non-degradable polymer PMMA to study cellular responses including proliferation, cellular morphology, nucleus morphology and deformation, focal adhesions and related pathways, cell division and cycle, and epithelial to mesenchymal transition in cancer cells. An array of nine surfaces decorated with micron sized micropillars were produced using photolithography. Saos-2 osteosarcoma and hOB human osteoblast-like cells were cultured on the micropillar array made from PLGA, PLLA or their blends for focal adhesion and micropillar bending studies. Deformations of nuclei on the micropatterned surfaces were studied with Saos-2, hOB, L-929 mouse fibroblast, SH-SY5Y neuroblastoma, and MCF-7 breast carcinoma cells. Cell division and cycle studies were conducted with Saos-2 cells on PLGA and MDA-MB231 and MCF-7 cells on PMMA. All surfaces induced nucleus deformations but smaller interpillar distances were found to be most effective. Of all the cells tested for nucleus deformations, cancer cells (Saos-2, MCF-7, SH-SY5Y) deformed most prominently. Both Saos-2 and hOB cells were found to apply similar forces to bend pillars and highest bending forces were applied on PLGA and PLLA substrates rather than their blends. Micropatterned PMMA substrates were found to effect cell cycle and induce an arrest at G0/G1 phase. RT-qPCR and RNA sequencing analysis demonstrated that Micropatterned PMMA surfaces induced EMT in epithelial breast cancer cells. Micropatterned substrates were proven to affect many cellular processes and intracellular signaling pathways. Cancer cells were found to be more prone to these changes.
Benzer Tezler
- Shear induced fiber alignment and acoustic nanoparticle micropatterning during stereolithography
Stereolitografi sırasında kayma kaynaklı fiber oryantasyonu ve akustik nanoparçacık mikroşekillendirmesi
DORUK ERDEM YUNUS
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiLehıgh UnıversıtyMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. YALING LIU
- Biodegradable poly(ester-urethane) scaffolds for bone tissue engineering
Kemik doku mühendisliği için biyobozunur poli(ester-üretan) destek yapılar
AYSEL KIZILTAY
Doktora
İngilizce
2011
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Bölümü
PROF. DR. JULİO SAN ROMAN
PROF. DR. NESRİN HASIRCI
- Cell-surface interactions in a breast cancer model
Mem kanseri modelinde hücre-yüzey etkileşimleri
EZGİ ANTMEN
Doktora
İngilizce
2017
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
PROF. DR. UTKAN DEMİRCİ
- Collagen matrices for guided tissue engineering
Yönlendirilmiş doku mühendisliği amaçlı kollajen taşıyıcılar
SUZAN BER
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI
PROF. DR. MEHMET TONER
- Tribological characteristics of microtextured surfaces under mixed and hydrodynamic lubrication
Mıkrodokulu yüzeylerın trıbolojık karaktersiklerinin hıdrodınamık yağlama koşullarında incelenmesı
HAMED BAGHERI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP PARLAR