Geri Dön

Development of a gene-knockdown approach based on siRNA/gold nanoparticles for breast cancer therapy

Meme kanseri tedavisi için siRNA/altın nanopartikül bazlı gen susturma yaklaşımının geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 456925
  2. Yazar: REZA SHAHBAZI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KEZBAN ULUBAYRAM
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Genetik, Kimya Mühendisliği, Onkoloji, Genetics, Chemical Engineering, Oncology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 123

Özet

Meme kanseri, 21. yüzyılda önde gelen ölüm nedenlerinden biri olarak kabul edilmekte olup birçok kişinin yaşamını yitirmesine neden olmaktadır. Meme kanserinin alt tiplerinden biri olarak bilinen üçlü negatif meme kanseri (ÜNMK), agresif seyir, erken metastaz, ilaç direnci, zayıf klinik sonuç ve düşük hayatta kalma oranı nedeniyle yıkıcı bir hastalık olarak bilinmektedir. Son zamanlarda, siRNA'ların kullanımı gibi farklı gen tedavisi yaklaşımları ÜNMK'nın tedavisi için umut vaat etmektedir. siRNA temelli terapötikler hedefe yönelik terapiler olarak büyük bir potansiyel sunmakla birlikte düşük transfeksiyon verimliliği ve in vivo şartlarında serum endo ve ekso-nükleazlar tarafından bozunmaları, siRNA'ların tümöre taşınmasını önlemekte ve kliniğe translasyonunda büyük engel teşkil etmektedir. Bu nedenle güçlü hedef gen susturmasına sahip olan güvenli ve etkin taşıma sistemlerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu sorunu çözmek için, bu tez kapsamında üçlü negatif meme kanserinde gen susturma yaklaşımı için yeni bir siRNA/altın nanopartikül bazlı nanoterapötiklerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tezin, birinci ve ikinci bölümlerinde altın nanopartikül bazlı gen taşıma araçlarının geliştirilmesi ve hücresel dağılımlarının değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla son derece kararlı ve monodispers polietilenimin (PEI) ile fonksiyonlaştırılmış altın nanopartiküller yeni bir yüzey modifikasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Literatürde bir ilk olarak, 45-82 nm boyut aralığında PEI ile fonksiyonlaştırılmış altın nanopartiküllerin, transfeksiyonu çok zor olduğu bilinen postmitotik dorsal kök gangliyon (DKG) nöronlarında hücre çekirdekciğine girdiği açıklanmıştır. Ayrıca, PEI ile fonksiyonlaştırmanın altın nanopartiküllerin hücre alımını arttırdığı ve atılım hızını geciktirdiği gösterilmiştir. Ayrıca, PEI ile fonksiyonlaştırılan altın nanopartiküllerin emisyon sinyal yoğunluğunu artırdığı izlenmiştir. Teranostik uygulamalar için büyük potansiyele sahip olan bu nanopartiküllerin hücresel dağılımı hem konfokal hem de çift fotonlu mikroskoplar altında açıkça görüntülenmiştir. Üçüncü bölümde, ÜNMK tedavisi için PEI ile fonksiyonlaştırılmış altın nanopartikül ile siRNA terapötiklerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ökaryotik uzama faktörü 2 kinaz (eEF-2K) terapötik hedef olarak seçilmiş ve altın nanopartiküllerle konjuge edilmiştir. Hazırlanan siRNA terapötiklerin oldukça monodispers (PDI=0,1) ve kararlı olduğu izlenmiştir. Bu siRNA terapötiklerin, in vitro ve in vivo şartlarda gen susturma için son derece etkili olduğu ve ÜNMK ortotopik tümör modelinde eEF-2K'yı susturma, Src inhibisyonu ve MAPK-ERK sinyal yolaklarıyla ilişkili olarak dikkate değer antitümör etkinliğine sahip olduğu gösterilmiştir. Haftalık tek bir intravenöz enjeksiyonuyla fare başına 8 mikrogram (0,3 mg/kg) olan düşük bir dozda anlamlı tümör inhibisyonu (%90) sağlanmış olup, bu doz potansiyel toksisite dozunun altındadır. Son olarak doksorubisin ile konjuge edilmiş siRNA terapötikler kombinasyon tedavi yaklaşımı için geliştirilmiş ve bunların tek başına doxorubisin ile karşılaştırıldığında hücre canlılığını önemli ölçüde azalttığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, etkili teranostik altın nanopartikül bazlı gen taşıma aracı geliştirilerek, eEF-2K siRNA terapötiklerin hazırlanmasında kullanılmıştır. Hazırlanan eEF-2K siRNA terapötiklerin ÜNMK tedavisinde ve görüntülemede umut verici olduğu sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

Breast cancer is considered to be one of the leading causes of death in the 21st century and has claimed the lives of many people. As one of its subtypes, triple-negative breast cancer (TNBC) is a devastating disease, owing to the aggressive course, early metastasis, drug resistance, and poor clinical outcome and patient survival. Recently, different gene therapy approaches such as the use of siRNAs have brought hope for the treatment of TNBC. Although siRNA-based therapeutics offer tremendous potential as targeted therapies, their low transfection efficiency, and in vivo degradation by serum endo and exo-nucleases have prevented their delivery into tumors and made that an important obstacle for their translation into the clinic. So, the development of safe and effective delivery systems with robust target knockdown is of paramount importance. To address this problem, in this thesis it was aimed to develop a novel gold nanoparticle/siRNA based nanotherapeutic for gene knockdown approach in triple negative breast cancer. In the first and second sections of this thesis, it was aimed to develop gold nanoparticle based delivery vehicles and evaluate their cellular biodistribution. In this regard, highly stable and monodisperse polyethylenimine (PEI) functionalized gold nanoparticles were synthesized by a new method of surface modification. For the first time in literature, it was found that PEI functionalized gold nanoparticles in the size range of 45-82 nm, can enter to the cell nucleolus even in postmitotic dorsal root ganglion (DRG) neurons which are known to be very difficult cell types to transfect. It was shown that PEI functionalization increased the uptake rate of gold nanoparticles and delayed the fast excretion rate. Also, it was observed that PEI functionalization increased the emission signal intensity of gold nanoparticles. With a great potential for theranostic applications, the cellular biodistribution of nanoparticles was clearly visualized under both confocal and two-photon microscopes. In the third section, it was aimed to develop a siRNA therapeutic for TNBC therapy based on PEI-functionalized gold nanoparticles. With this purpose, eukaryotic elongation factor 2 kinase (eEF-2K) was chosen as the therapeutic target and conjugated with nanoparticles. Prepared siRNA therapeutic was highly monodisperse (PDI of 0.1) and stable. It was shown that this siRNA therapeutic was highly effective for eEF-2K gene down-regulation in vitro and in vivo and showed remarkable antitumor efficacy that was associated with eEF-2K knockdown, inhibition of Src and MAPK-ERK signaling pathways in a TNBC orthotopic tumor model. A significant tumor inhibition (90%) was achieved by only one intravenous injection of siRNA therapeutic per week at a relatively low dose of 8 µg/mouse (0.3 mg/kg), which is below the limit of any potential toxicity. Finally, siRNA therapeutic conjugated with doxorubicin was developed for combinational therapy approach which decreased the cell viability significantly in compare to sole doxorubicin chemotherapeutic drug. In conclusion, a potent theranostic gold nanoparticle based gene delivery vehicle was developed and used in the preparation of eEF-2K siRNA based therapeutics. It was concluded that prepared eEF-2K siRNA therapeutics are promising for TNBC treatment and imaging.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    749813

    The development of multifunctional nanoplatforms for targeted dual drug delivery

    Hedefli, ikili ilaç taşıma sistemleri için fonksiyonel nano-platformların geliştirilmesi

    ERHAN DEMİREL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİstanbul Medipol Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ

  2. Tez No

    706674

    Kolorektal kanser hücrelerinde siRNA aracılı NILCO inhibisyonunun MDR1 geni üzerine olası etkisinin araştırılması

    Investigation of potential effect of siRNA-mediated NILCO inhibition on MDR1 gene in colorectal cancer cells

    AYSEL GÜLTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    FizyolojiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Fizyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLÜFER ERKASAP

  3. Tez No

    519769

    Suppression of NFIb expression by gene targeting strategies

    NFIb ifadesinin gen hedefleme stratejileriyle baskılanması

    İBRAHİM OGUZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Genetikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ASLI KUMBASAR

  4. Tez No

    515860

    Development of potato lines resistant to colorado potato beetle ( CPB ) using RNAi-based transformation approach

    RNAi yaklaşimi kullanilarak patates böceğine ( CPB ) dayanikli patates hatlarinin geliştirilmesi

    TAHIRA HUSSAIN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyoteknolojiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

    Tarımsal Genetik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET EMİN ÇALIŞKAN

  5. Tez No

    744140

    Wwox aracılı miR-182 regülasyonunun meme kanseri hücrelerinde cisplatin direnci ile ilişkisinin CRISPR/CAS9 knockout yöntemi ile araştırılması

    Investigation of the relationship of wwox mediated miR-182 regulation with cisplatin resistance in breast cancer cells by CRISPR/CAS9 knockout method

    HÜLYA DÖNMEZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    GenetikTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Tümör Biyolojisi ve İmmünolojisi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHADIR BATAR

Geri Dön