The use of nanoparticle labeling in cellular tracking
Hücre takibinde nanoparçacık işaretlenmesinin kullanımı
- Tez No: 406411
- Danışmanlar: DOÇ. DR. IŞIK YULUĞ, PROF. DR. KAMİL CAN AKÇALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Adult stem cells (ASCs) are a population of multipotent cells which have ability of self-renewal and tissue regeneration. Due to their protective and restorative roles, ASCs become candidate for cellular therapies. Some cellular imaging methods have been developed to monitor stem cell differentiation and migration. Regrettably, none of these techniques possess the properties of an ideal imaging methods such as photostability and non-toxicity. A new type of probe, conjugated polymer based water-dispersible nanoparticles (CPN) that possess strong fluorescence light emission, non-toxicity, photosability and high brightness, has been developed to fulfill the needs of cellular tracking. The aim of this study is to show the utilization of CPN labeling in in vitro and in vivo cellular tracking. We initially focused on the monitoring of the differentiation and migration of MSCs which have been proved to be a promising therapeutic tool. First we showed 24h CPN labeling did not cause severe decrease in the cellular activity of MSCs and had no effect on their marker expression and differentiation capacity in vitro. In addition, 24h CPN labeled MSCs showed very intense green fluorescence emission which was still bright after 3 weeks of MSC differentiation. We also showed CPN labeled MSCs were able to migrate to the damaged site and retained their labels in vivo. Similar to MSCs, DPSCs were labeled intensely and with negligible decrease in their cellular activity within 24h CPN incubation and it had no effect on their differentiation capacity. In addition, cancer cell tracking is important for the understanding of steps of metastasis and chemotherapeutic drug's mode of action. Therefore, we tested CPN labeling in Huh7 cells, and we showed that labeled cells had very intense fluorescence emission without any change in their cellular activity. Moreover, tumor xenograft model that were generated with either 24h or 72h CPN labeled Huh7 cells showed that CPN labeling retained for about 2-3 months in vivo and did not lose their brightness. To conclude, we aim to propose a new approach for in vivo cellular tracking in order to obtain unattainable information of the migration and homing behaviors of the stem cells. In addition, our approach can also be used for evaluation of cancer cell metastasis as well as the success of stem cell or anti-cancer therapy.
Özet (Çeviri)
Yetişkin kök hücreler farklı hücre tiplerine dönüşebilen, kendini ve bulunduğu dokuyu yenileme özelliğine sahip hücrelerdir. Bulundukları dokulardaki yenileyici ve güçlendirici etkilerinden dolayı yetişkin kök hücreler hücre tedavisi olarak kullanılmaya başlanmıştır. Kök hücreleri görüntülemek için bazı hücre işaretleme metotları geliştirilmiştir ancak bunlardan hiç biri ideal görüntüleme metotlarının özelliklerine sahip değillerdir. Bu metotlar kısa sürede solmanın yanı sıra bazen bulundukları hücreler için öldürücü olabilir veya hücresel faaliyetlerinin durmasına sebep olabilirler. Sentezlenen konjuge polimer bazlı suda çözünebilen nanoparçacıklar; kuvvetli floresan ışıması vermesi, güvenli olması, uzun ömürlü olması ve parlaklığından dolayı alandaki bu eksiklikleri kapatabileceği umuduyla geliştirilmiştir. Bu çalışmada, sentezlenen nanoparçacıkların in vitro and in vivo hücre takibinde kullanımının incelenmesi amaçlanmıştır. Mezenkimal Kök Hücre (MKH) 'lerin tedavisel avantajlarından dolayı öncelikli olarak bu hücrelerde nanoparçacık işaretlenmesi yapılmış ve işaretli hücrelerin başkalaşımları ve göçleri incelenmiştir. Öncelikle 24 saat nanoparçacık işaretlemesinin MKH'lerinin hücresel aktivitelerini ciddi bir şekilde azaltmadığı, hücre yüzey belirteçlerini ve başkalaşım özelliklerini değiştirmediği in vitro olarak göstermiştir. Bunun yanı sıra, 24 saat nanoparçacık işaretlenmiş MKH'ler yoğun bir florasan ışıması göstermiştir ve bu ışıma 3 hafta süren MKH'lerden başkalaşma sürecinin sonunda hücrelerde aynı yoğunlukta gözlenmiştir. Bu çalışmada nanoparçacık işaretlenmiş MKH hücrelerinin hasar görmüş dokuya göç etme özelliklerinin değişmediği gösterilmiş ve böylece bu nanoparçacıklarının in vivo takip için kullanıma elverişli olduğu kanıtlanmıştır. MKH'ler gibi Dental Pulpa Kök Hücre (DPKH) 'ler de 24 saatte nanoparçacıklar ile kuvvetli bir şekilde işaretlenmiş ve başkalaşım özelliklerini ve yaşamsal faaliyetlerini kaybetmemişlerdir. Bunların yanı sıra, metastazın belirlenmesi ve anti-kanser tedavinin takibi uygulanan tedavinin başarısını belirlemek açısından çok önemlidir. Bu amaçla nanoparçacık ile işaretlenen Huh7 karaciğer karsinoma hücrelerinin yoğun bir florasan ışımaya sahip olduğu gözlenirken yaşamsal faaliyetlerinde değişim olmadığı gösterilmiştir. Ayrıca, 24 saat ve 72 saat nanoparçacık işaretlenmesiyle Huh7 hücrelerinin in vivo takibi yapılabileceği bu hücrelerin nüde farelerde oluşturduğu tümör doku kesitlerinde gösterilmiştir. Özet olarak, bu çalışmada in vivo hücre takibinde kullanılarak bilinmeyen yeni bilgilere ulaşılmasına yardım edecek bir yaklaşım önerilmiştir. Bu sayede kök hücrelerin göçleri ve kanser hücrelerinin metastazı takip edilirken bir yandan da kök hücre ve anti-kanser tedavilerinin başarıları değerlendirilebilecektir.
Benzer Tezler
- Acrıdıne orange içeren phema nanopartiküller ile L929 fibroblast hücre hattının etkileşimi
Interaction between phema nanoparticles including acridine orange and L929 fibroblast cell line
ILGIM GÖKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
BiyokimyaHacettepe ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. ADİL DENİZLİ
PROF. DR. M. ALİ ONUR
- Synthesis of yellow-emissive carbon dots and observation of their interaction with aflatoxin B1
Sarı ışıma yapan karbon noktalarının sentezi ve aflatoksin B1 ile etkileşimlerinin gözlemlenmesi
ÖZGE ERGÜDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CANER ÜNLÜ
- Biyokimyasal uygulamalar için manyetik özelliğe sahip biyopolimerik nanokürelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of magnetically responsive biopolymeric nanospheres for biochemical applications
DOĞA KAVAZ
- Development of near infrared emitting cationic Ag2S quantum dots as drug-gene delivery and optical imaging agents
İlaç-gen salımı ve optik görüntüleme ajanı olarak yakın kızılötesi ışıyan katyonik Ag2S kuantum noktacıklarının geliştirilmesi
FATMA DEMİR DUMAN
Doktora
İngilizce
2017
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Moleküler imprint sol-jel polimer kaplı kuantum noktaların sentezi ve optik sensör uygulaması
Synthesis of quantum dots coated with molecularly imprinted sol-gel polymer for application of optical sensor
TANER ARSLAN