Organ on a chip teknolojisi ile meme kanseri metastazında kanser kök hücre odaklı invazyonun analizi
Analysis of cancer stem cell-driven invasion in breast cancer metastasis using organ-on-a-chip technology
- Tez No: 1001671
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEÇİL YILMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: İnvazyon, Kanser Kök Hücresi, Meme Kanseri, Organ on a Chip, Breast Cancer, Cancer Stem Cell, Invasion, Organ-on-a-Chip
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kök Hücre Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kök Hücre Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ORGAN ON A CHİP TEKNOLOJİSİ İLE MEME KANSERİ METASTAZINDA KANSER KÖK HÜCRE ODAKLI İNVAZYONUN ANALİZİ Zehra VAROL Erciyes Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü Kök Hücre Bilimleri Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ekim, 2025 Danışman: Dr. Öğr. Üyesi Seçil YILMAZ ÖZET Biyolojik heterojenliği, yüksek metastatik potansiyeli ve tedaviye direnç mekanizmaları nedeniyle meme kanseri, halen en önemli klinik onkolojik sorunlardan biridir. Tümör içinde küçük bir popülasyon oluşturan ve kendini yenileme kapasitesine sahip kanser kök hücreleri (KKH), tümör progresyonu, metastaz ve tedavi direncinde merkezi rol oynar. Bu bağlamda epitel-mezenkimal geçiş (EMT), tümör hücrelerinin invaziv ve metastatik davranışlarının anlaşılmasında kritik bir biyolojik mekanizma olarak öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında EMT ve invazyon arasındaki ilişki, farklı alt tiplere ait meme kanseri hücre hatlarının parental popülasyonları ile CD44⁺/CD24⁻ fenotipine sahip KKH alt grupları karşılaştırılarak incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda MCF-7 hücre hattından %4, MDA-MB-231 hücre hattından ise %6 oranında KKH elde edilmiştir. Akış sitometri analizleri, EMT belirteçlerinin hücre hattına ve alt popülasyona bağlı olarak değişkenlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Üçlü negatif MDA-MB-231 hücrelerinde yüksek Vimentin (%27,0) ve N-cadherin (%8,16) ekspresyonu, belirgin mezenkimal ve invaziv fenotipi doğrularken; luminal MCF-7 hücrelerinde daha düşük düzeyde Vimentin (%10,1) ekspresyonu, mezenkimal geçişin erken fazını işaret etmiştir. Böylece elde edilen veriler, MDA-MB-231 hücrelerinin MCF-7'ye kıyasla daha invaziv bir fenotipe sahip olduğunu göstermiş ve literatürle uyumlu bulunmuştur. Bulgular sadece moleküler EMT belirteç düzeyleriyle sınırlı kalmayıp, organ-on-a-chip (OoC) platformu ile invazyon davranışları da dinamik bir mikroçevre içerisinde değerlendirilmiştir. Bu sistemde MDA-MB-231 parental hücrelerinde en yüksek invazyon kapasitesi gözlenirken, KKH grubunda da anlamlı derecede yüksek invaziv özellikler tespit edilmiştir (p<0.05). Buna karşılık MCF-7 hattında parental hücreler düşük invazyon kapasitesi göstermiş, KKH alt popülasyonlarında ise hibrit EMT fenotipleri ve kolektif göç paternleri dikkat çekmiştir. Bu sonuçlar, invaziv davranışın yalnızca EMT belirteçleriyle açıklanamayacağını, mikroçevresel faktörlerin de belirleyici olduğunu ortaya koymuştur. Sonuç olarak, bu tez çalışması EMT–invazyon ilişkisini hem moleküler belirteçler hem de hücre davranışları düzeyinde bütüncül biçimde incelemiştir. OoC teknolojisi, farklı alt popülasyonların invazif özelliklerinin karşılaştırılmasına olanak sağlayarak, metastaz biyolojisinin anlaşılmasına ve KKH hedefli yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesine yönelik özgün bir araştırma modeli sunmuştur.
Özet (Çeviri)
ANALYSIS OF CANCER STEM CELL-DRIVEN INVASION IN BREAST CANCER METASTASIS USING ORGAN-ON-A-CHIP TECHNOLOGY Zehra VAROL Erciyes University, Institute of Health Sciences Department of Stem Cell Sciences Master's Thesis, October 2025 Advisor: Assistant Professor Seçil YILMAZ ABSTRACT Breast cancer remains one of the most significant clinical challenges in oncology due to its biological heterogeneity, high metastatic potential, and resistance to therapy. A small subpopulation within tumors, known as cancer stem cells (CSCs), possesses self-renewal capacity and plays a central role in tumor progression, metastasis, and therapeutic resistance. In this context, epithelial–mesenchymal transition (EMT) emerges as a critical biological mechanism in understanding the invasive and metastatic behavior of tumor cells. In this thesis, the relationship between EMT and invasion was investigated by comparing the parental populations of distinct breast cancer cell lines with their CSC subpopulations characterized by the CD44⁺/CD24⁻ phenotype. Flow cytometric analyses revealed that EMT marker expression varied depending on the cell line and subpopulation. CSCs were isolated at rates of 4% from the MCF-7 cell line and 6% from the MDA-MB-231 cell line. High expression of Vimentin (27.0%) and N-cadherin (8.16%) in triple-negative MDA-MB-231 cells confirmed a distinctly mesenchymal and invasive phenotype, whereas lower Vimentin expression (10.1%) in luminal MCF-7 cells indicated an early stage of mesenchymal transition. These findings demonstrated that MDA-MB-231 cells exhibit a more invasive phenotype compared to MCF-7, consistent with previous reports in the literature. Beyond molecular EMT marker analysis, invasive behaviors were also dynamically evaluated within a microenvironment using an organ-on-a-chip (OoC) platform. Within this system, MDA-MB-231 parental cells exhibited the highest invasion capacity, while the CSC subpopulation displayed significantly elevated invasive characteristics (p<0.05). In contrast, MCF-7 parental cells showed limited invasion, and their CSC subpopulations exhibited hybrid EMT phenotypes and collective migration patterns. These observations suggest that invasive behavior cannot be solely explained by EMT marker expression but is also influenced by microenvironmental factors. In conclusion, this thesis comprehensively investigated the relationship between EMT and invasion at both the molecular and cellular behavioral levels. The use of the OoC technology provided a unique experimental framework to compare the invasive characteristics of different subpopulations, thereby contributing to a deeper understanding of metastasis biology and offering a novel model for the development of CSC-targeted therapeutic strategies.
Benzer Tezler
- Mimicking the tumor microenvironment in lab-on-a-chip devices
Yonga-üstü-laboratuvar aygıtlarında tümör mikroçevresinin taklit edilmesi
MÜGE BİLGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM PESEN OKVUR
DR. ÖĞR. ÜYESİ NUR BAŞAK SÜRMELİ
- Engineering target tissue in lab-on-a-chip devices for predicting homing choices of metastatic cancer
Metastatik kanserin hedefleme seçimlerinin tahmini için yonga-üstü-laboratuvar aygıtları içinde hedef doku mühendisliği
GİZEM BATI AYAZ
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM PESEN OKVUR
DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ OKTAY
- Hücre metabolitlerinin ve bazı biyobelirteçlerin tayinine yönelik elektokimyasal sensörlerin geliştirilmesi
Designing of electrochemical sensors for detection of some biomarkers and cell metabolites
TUĞBA KILIÇ
Doktora
Türkçe
2015
BiyoteknolojiEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN
PROF. DR. MEHMET EMİN ŞENGÜN ÖZSÖZ
- Method that positions cell-laden or cell-free matrices at defined positions from each other inside a single microfluidic channel
Hücreli ya da hücresiz matrikslerin tek bir mikroakışkan kanal içinde birbirlerinde belirli uzaklıklarda konumlanmasını sağlayan yöntem
EMRE TARIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DEVRİM PESEN OKVUR
PROF. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
- Optimization of a liver organ on chip system for the investigation of breast cancer cell invasion
Meme kanseri hücrelerinin invazyon araştırmaları için bir karaciğer organ çipinin optimizasyonu
PERGE BİLGESU TOSUNOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZDEN YALÇIN ÖZUYSAL