Investigation and comparison of the therapeutic effects of palbociclib-loaded magnetic nanoparticles on 2D, 3D and ex-vivo breast cancer models
Palbociclib yüklü manyetik nanoparçacıkların 2D, 3D ve ex-vivo meme kanseri modelleri üzerindeki terapötik etkisinin moleküler düzeyde incelenmesi ve karşılaştırılması
- Tez No: 754966
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CAN ÖZEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Dendrimerler, Doku kültürü, Hücre kültürü, Mikro akışkanlar, Palbosiklib, Dendrimers, Tissue culture, Cell culture, Microfluidics, Palbociclib
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hastaların tedaviye yanıtlarını daha iyi tahmin etmek için kanser araştırmalarında ve kişiselleştirilmiş tıpta yeni doku kültürü modellerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. İlaç geliştirme ve optimal tedavinin belirlenmesi için bir test platformu olarak canlı tümör hücrelerinin kullanılması umut verici bir stratejidir. Mikrodisseke meme kanseri tümör dilimleri ile mikroakışkan çipi birleştiren yeni bir doku kültürü yaklaşımını tanımladık. MDA-MB-231, SKBR-3 ve MCF-7 hücre çizgilerinden gelen tümörler, bir ex vivo kültür olarak bu mikroakışkan çipte kültürlenen CD1 çıplak farelerde yaratıldı. 'Çipte tümör' cihazları hassas tıp için uygundur çünkü doku örneklerinin canlılığı kültür periyodu boyunca sürekli olarak taze besiyeri besleyerek ve dokudaki metabolik atıkları ortadan kaldırarak korunur. Bu mikroakışkan sistem, canlı tümör dokusunun canlı tutulmasına ve 96 saat laboratuvar koşullarında test edilmesine olanak tanır. Hastaların tedaviye yanıtlarını daha iyi tahmin etmek için kanser araştırmalarında ve kişiselleştirilmiş tıpta yeni doku kültürü modellerinin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. İlaç geliştirme ve optimal tedavinin belirlenmesi için bir test platformu olarak canlı tümör hücrelerinin kullanılması umut verici bir stratejidir. Mikrodisseke meme kanseri tümör dilimleri ile mikroakışkan çipi birleştiren yeni bir doku kültürü yaklaşımını tanımladık. MDA-MB-231, SKBR-3 ve MCF-7 hücre hatlarından CD1 çıplak farelerde oluşturulan tümörler, ex vivo kültür olarak mikroakışkan çiplerde kültürlendi. 'Çipte tümör' cihazları hassas tıp için uygundur çünkü doku örneklerinin canlılığı kültür periyodu boyunca sürekli olarak taze besiyeri ile beslenerek ve dokudaki metabolik atıkları ortadan kaldırılarak korunur. Bu mikroakışkan sistem, canlı tümör dokusunun canlı tutulmasına ve 96 saat laboratuvar koşullarında test edilmesine olanak tanır. Kanser tedavisinde kullanılan geleneksel kemoterapi yöntemleri yan etkilere ve ilaç direncine neden olarak tedavi etkinliğini ve başarısını azaltmaktadır. Bu nedenle son yıllarda kanser tedavisinde ilaç hedefleme ve kontrollü ilaç salım sistemleri üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Nano boyutlu demir oksit (manyetit, Fe3O4) parçacıklar, manyetik alan altında hedeflenebilir olmaları nedeniyle ilaç hedeflemede ve kontrollü salımda önem kazanmıştır. Palbociclib (Ibrance®), ER-pozitif ve HER-negatif metastatik meme kanserini tedavi etmek için kullanılan bir kemoterapötik ajandır. Bu çalışmada PAMAM dendrimer kaplı manyetik nanopartiküllerin (DcMNP'ler) sentezlendi, Palbociclib'in nanopartiküllere konjugasyonu ve karakterizasyonu gerçekleştirildi. Palbociclib ve Palbociclib konjuge manyetik nanopartiküllerin sitotoksisitesi, 2D, 3D (asılı damlacık yöntemi ve ex-vivo kültürlerde) meme kanseri hücreleri üzerinde incelenerek ve karşılaştırıldı. Konfokal mikroskopi görüntüleri, üç kültür yönteminde çıplak manyetik nanoparçacıkların alım ve içselleştirme farklılıklarını ortaya çıkardı. Manyetik alan varlığında nanoparçacıkların hedeflenebildiği, 3D ve ex vivo tümör dokusunda iç kesimlere kadar girebildiği gösterildi. 3D kültürde üretilen hücrelerin, 2D kültürdeki hücrelere kıyasla farklı morfoloji ve gen ekspresyon profillerine sahip olduğu bilinmektedir. Nanoparçacıklara bağlı veya serbest Palbosiklib'in 2D, 3D ve ex vivo kültürlere uygulandıktan sonra meme kanseri gelişimi ile ilgili olan genlerin ifade düzeylerinde meydana getirdiği değişiklikler qRT-PCR yöntemi ile incelenmiştir. 3D ve ex-vivo ortamlardaki çalışmalar, hastalardan alınan tümör örnekleri ile yapıldığında hızlı tanısal ve hedefe yönelik kişiye özel kemoterapi yöntemlerinin geliştirilmesine ışık tutacaktır.
Özet (Çeviri)
The development of new tissue culture models is needed in cancer research and personalized medicine to better predict patients' responses to treatment. Using live tumor cells as a testing platform for drug development and identifying optimal therapy is a promising strategy. We described a new tissue culture approach that combines a microfluidic chip with the micro-dissected breast cancer tumor slices. The tumors from MDA-MB-231, SKBR-3, and MCF-7 cell lines were created in CD1 nude mice cultured in this microfluidic chip as an ex vivo culture. 'Tumor-on-a-chip' devices are suitable for precision medicine since the viability of tissue samples is maintained during the culture period by continuously feeding fresh media and eliminating metabolic wastes from the tissue. This microfluidic system allows living tumor tissue to be kept alive and tested in laboratory conditions for 96 hours. Traditional chemotherapy methods used in cancer treatment cause side effects and drug resistance, thus reducing treatment efficacy and success. Therefore, in recent years, efforts have been focused on drug targeting and controlled drug release systems in cancer treatment. Nano-sized iron oxide particles have gained importance in drug targeting and controlled release due to their targetability under a magnetic field. Palbociclib (Ibrance®) is a chemotherapeutic agent used to treat ER-positive and HER-negative metastatic breast cancer. Synthesis of PAMAM dendrimer coated magnetic nanoparticles (DcMNPs) was followed by conjugation of Palbociclib to the nanoparticles and characterization. The cytotoxicity of Palbociclib and Palbociclib conjugated magnetic nanoparticles were examined and compared on the breast cancer cells in the 2D, 3D (hanging droplet method, and ex-vivo cultures. The confocal microscopy images revealed bare magnetic nanoparticles' uptake and internalization differences in three cultural methods. These analyses have shown that nanoparticles can be targeted in the presence of magnets and can penetrate into the interior parts in 3D and ex vivo cultures. It is known that the cells grown in 3D culture have different morphology and gene expression profiles when compared to cells in 2D culture. The changes in the expression levels of genes related to breast cancer development after applying Palbociclib conjugated DcMNP or free Palbociclib to 2D, 3D, and ex vivo cultures were investigated by the qRT-PCR method. Studies in 3D and ex-vivo environments will give rise to the development of rapid diagnostic and targeted personalized chemotherapy methods when performed with tumor specimens taken from the patients.
Benzer Tezler
- Deneysel özofagus ve mide alkali koroziv yanıklarında Hypericum perforatum'un (Sarı kantaron) iyileştirici etkisinin araştırılması
Investigation hypericum perforatum (St. john's wort) therapeutic effects on the experimental models of esophageal and gastric alkali corrosive burns
ERKAN GÜVENÇ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2014
İlk ve Acil YardımEge ÜniversitesiDahili Tıp Bilimleri Bölümü
DOÇ. DR. GÜÇLÜ SELAHATTİN KIYAN
- Sıçan adjuvan artrit modelinde fosfodiesteraz-5 inhibisyonunun anti-inflamatuvar ve anti-oksidan etkilerinin araştırılması
Investigation of the anti-inflammatory and anti-oxidant effects of phosphodiesterase-5 inhibitor tadalafil on rat adjuvant-induced of arthritis
FAİZE ELİF BAHADIR
- Asetik asitle oluşturulmuş deneysel ülseratif kolit modelinde curcumin ve vitamin D'nin ayrı ayrı bağırsak geçirgenliğinde olası koruyucu ve tedavi edici etkilerinin araştırılması
Investigation of possible protective and therapeutic effects of curcumin and vitamin D in individual intestinal permeability in an experimental model of acetic acid induced ulcerative colitis
AYŞE SEDA ERARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
FizyolojiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP ÖZMERDİVENLİ
- Montivipera xanthina (Gray, 1840) ve vipera ammodytes (Linnaeus, 1758) zehirlerinin sağlıklı ve kanser akciğer epitel hücre hatları üzerindeki in vitro sitotoksik ve genotoksik etkilerinin araştırılması
Investigation of the in vitro cytotoxic and genotoxic effects of montivipera xanthina (Gray 1840) and vipera ammodytes (Linnaeus, 1758) venoms on healthy and cancer epithelial lung cell lines
HUZEYFE HURİYET
- Primer uveal melanom hücre serisinde radyoterapi, bevacizumab, kalsidiol ve kalsitriolün terapotik etkinliğinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparative investigation of the therapeutic effectiveness of radiotherapy, bevacizumab, calcidiol, and calcitriol in primary uveal melanoma cell series
ZEYNEP AKGÜN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Göz HastalıklarıEge ÜniversitesiGöz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİS PALAMAR ONAY