Investigation of novel rnai and nanoparticle approaches for their anti-proliferative and drug-sensitizing effects in breast cancer
Meme kanserinde özgün rnai ve nanopartikül yaklaşımlarının anti proliferatif ve ilaç-hassasiyetine yönelik etkilerinin incelenmesi
- Tez No: 470050
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEN KONU KARAKAYALI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Genetik, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Meme kanseri, CHRNA5, proliferasyon, motilite, ilaç direnci, nanopartikül, Breast cancer, CHRNA5, proliferation, motility, drug resistance, nanoparticle
- Yıl: 2017
- 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: Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Kanser tedavisinde ilaç özdirenci önemli bir sorundur. Bu tez kapsamında meme kanserinde ilaç hassasiyetini arttırmak için uyarlanmış bazı stratejilerin arasından, deneysel olarak hücre proliferasyonunun negatif regülatörü olduğunu bulguladığım iki molekülü, kolinerjik reseptör nikotinik alfa 5 altbirimini (CHRNA5) hedef alan RNAi ve kırmızı ışık yayan oligomer nanopartiküllerini, meme kanser hücrelerinde çalıştım. Kolinerjik sinyalizasyon kanser dahil birçok değişik patolojide önemli yer tutar. Nikotinik asetilkolin receptörleri (nAChRs), hücre proliferasyonun regülasyonundaki rolleri gösterilmiş olmakla birlikte genelde, nikotinik aktivitenin aracıları olarak görülmüştür. CHRNA5 altbiriminin asetilkolin (ACH) üretimi/stabilitesi, ilaç bağımlılığı ve akciğer kanserinin duyarlılığında rol oynadığını gösterilmiştir. Daha önce akciğer ve gastrik kanserler üzerinde yapılan bazı çalışmalarda, ve yüksek çıktılı RNAi verileri ile, CHRNA5'in hücre proliferasyonunun da modülatörü olduğu gösterilmiştir. Bu tez çalışmasında ise, akciğer kanserinde olduğu gibi, MCF7 (ER pozitif, P53 positif) meme kanser hücrelerinden de birden fazla CHRNA5 izoformu klonlanmış olup MCF7 meme kanser hücrelerinde CHRNA5 RNAi uygulamasının antimitotik etki gösterdiği bulgulanmıştır. CHRNA RNAi'ın etkisi, BT-20 ve MDA-MB-231 (ER negatif, P53 mutant) hücrelerinde ise hücre ekim yoğunluğuna bağlı olarak kısmen görülmüştür. Literaturde ilk defa bu tez çalışması ile, MCF7 hücrelerinde CHRNA5 RNAi ile ilgili transkriptomik değişikliklerin profili cizilmiş, farklı ifade edilen genlerin listesi ve etkilenen yollaklar belirlenmiştir. Ek tahliller, hücre yaşayabilirliği ve DNA sentezinde azaltma ve G1'de hücre siklusunda tıkanmanın yanısıra hücre iskeletinde de değişiklikler olduğunu göstermiştir. Kamptotesin (CPT) ve doxorubisin (DOXO), CHRNA5 siRNA'nın varlığı ya da yokluğunda MCF7 hücrelerinde çalışılmış olup bulgular, CHRNA5'in ilaç hassasiyetindeki rölünü göstermektedir. CHRNA5 siRNA profilinin halka açık microarray verileri ile karşılaştırılması sonucunda topoisomeraz (TOPO)/CDK inhibitor ve CHRNA5 RNAi profilleri arasındaki anlamlı ortak genler ve gen ağları ortaya çıkarılmıştır. TOPO inhibitörü ilaçlar ve CHRNA RNAi uygulamasında ortak etkilenen genlerin mRNA-miRNA ağ analizi ise potansiyel ortak regülatör miRNA'ların tespit edilmesine yol açmıştır. Bağımsız bir diğer çalışmada yeni CB7-ekli, kırmızı ışık yayan konjuge oligomer nanopartikül (Red-CON), MCF7 ve MDA-MB-231 hücrelerinde, anti-kanser ve ilaç duyarlılığı açısından karakterize edilmiştir. Red-CON kapsüllenmiş formunda kullanıldığında ilaç dağıtma sistemi olarak düşük toksisite ve iyi etkinlik göstermiştir. Bu nanopartikül formulasyonun, gelecekteki klinik ve toksiksistesi düşük kemoterapi rejimlerinde faydalı olabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Drug resistivity remains a major challenge in treating different cancer types. Among several strategies adapted to increase drug sensitivity in breast cancer cells, in the present thesis I studied an RNAi molecule targeting cholinergic receptor nicotinic alpha 5 subunit (CHRNA5) and a red-emitting oligomer nanoparticle, the two agents which I experimentally identified as negative regulators of cell proliferation. Cholinergic signaling is implicated in several different pathologies including cancer. Nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) are shown to be involved in regulation of cell proliferation, however they are mainly studied as mediators of nicotinic activity. CHRNA5 subunit has been shown to have roles in acetylcholine (ACh) production/stability, drug addiction and susceptibility to lung cancer. Few studies of lung and gastric cancers as well as high throughput RNAi screens show CHRNA5 as a modulator of cell proliferation. In the present study multiple CHRNA5 isoforms were cloned from MCF7 breast cancer cells (ER positive, TP53 positive) as in the case of lung cancer; moreover, a significant antimitotic effect of CHRNA5 RNAi application was demonstrated in MCF7 breast cancer cells. Similar effect of CHRNA5 silencing was only partially observed in BT-20 and MDA-MB-231 cells (ER negative, P53 mutant), yet in a seeding density-dependent manner. For the first time in literature the transcriptomic changes associated with CHRNA5 RNAi in the MCF7 cells were studied by microarrays from which differentially expressed gene lists were used to obtain the affected pathways. Additional assays confirmed the reduction in cell viability, DNA synthesis, G1 growth arrest, and changes in cytoskeleton complementing the microarray studies. Use of camptothecin (CPT) and doxorubicin (DOXO) in the absence or presence of CHRNA5 siRNA in MCF7, led to identification of CHRNA5's role in drug sensitivity. Comparisons between CHRNA5 siRNA and public microarray datasets revealed common genes/networks between topoisomerase (TOPO)/cyclin-dependent kinase (CDK) inhibitors and CHRNA5 depletion profile in MCF7 cells. mRNA-miRNA network analysis of differentially expressed common gene sets between TOPO inhibitors and CHRNA5 RNAi treatment identified potential common regulatory miRNAs. In an independent study the anti-cancer as well as drug sensitivity associated effects of a novel CB7-capped, red-emitting conjugated oligomer nanoparticle (Red-CON) were characterized in MCF7 and MDA-MB-231 cells. Red-CON in its encapsulated form exhibited low toxicity and good efficacy as a drug delivery system. This nanoparticle formulation might serve well for future clinical and less toxic chemotherapeutic regimens.
Benzer Tezler
- Pankreas kanserinde susturulan TUFT1 geninin MAPK yolağı ve PD-L1 geni üzerine etkilerinin ın vitro olarak incelenmesi
In vitro investigation of the effects of TUFT1 gene silenced in pancreas cancer on MAPK pathway and PD-L1 gene
GÜLSÜM TÜRKOĞLU
- Kanserli hücre hattında crıspr/cas9 yöntemi ile gen susturma
Gene silencing with crispr/cas9 method in cancer cell line
SELDA KONDAKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiKırıkkale ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA AZİZE BUDAK YILDIRAN
- Investigation of novel geometrical design concepts for damping treatments
Enerji sönümleme tasarımları için özgün geometrik tasarım konseptlerinin incelenmesi
BERTUĞHAN ÇAVUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN OSMAN ÖZGEN
- Investigation of novel recessive causative genes and gene/allele frequency for CMT disease in Turkey
Çekinik CMT hastalığı için yeni genlerin araştırılması ve Türkiye'de CMT yapıcı gen/alel sıklığı incelemesi
AYŞE CANDAYAN
Doktora
İngilizce
2021
GenetikBoğaziçi ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA BATTALOĞLU
- Investigation of novel PKC targets in the regulation of autophagy
Otofaji düzenlenmesinde yeni PKC hedeflerinin araştırılması
HÜMEYRA NUR KALELİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyolojiSabancı ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM KUTLU