Development of protein-conjugated spion-based theranostic nanoparticles as small RNA gene therapy vehicles in cancer treatment
Küçük RNA taşınması ve kanser gen terapisinde kullanılmak amaçlı protein konjuge edilmiş, spion tabanlı teranostik nanopartiküllerin geliştirilmesi
- Tez No: 501863
- Danışmanlar: PROF. DR. DEVRİM GÖZÜAÇIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Genetik, Biology, Bioengineering, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Nanopartiküller üzerindeki dizayn ve fonksiyonel modifikasyonlara dayalı teranostik yaklaşımlar, onların tanıi tedavi ve hastalık izleme gibi çok amaçlı kullanılabilmelerine olanak sağlar. SPION'lar magnetic alan altında manipüle edilebilen magnetic özetllikli superparamagnetic demir oksit (Fe3O4) nanoparçacıklarıdır. Biyouyumlu olan SPION nanoparçacıkları gen tedavisi amaçlı modifikasyonlar için uygundur. Bütün bu avantajlar, SPION'un gen tedavisi amaçlı etkili ve hedefli ilaç ve nükleik asit taşıyıcı aracı olarak kullanımını uygun kılar. 10 yıldan uzun bir süredir devam eden çalışmlar mikroRNA ları da içeren küçük RNA'ları yeni kanser tanı ve tedavi araçları olarak ortaya çıkarmıştır. Viral olmayan miRNA miRNA ile gen tedavisi güvenli bir şekilde miRNA'ların hücrelere taşınabileceği sistemlerin geliştirilmesini gerektirir. MiRNA'ların taşınmasında görev alacak ve onları RNAse yıkımından koruyacak olan materyalin sentezi önemli bir zorluktur. Prote'n tabanli yakla;imlar bu problemin üzerinden RNA bağlanma ve stabilize etme yetenekleri ile gelir. Bu çalışmada, meme kanseri gen tedavisi amaçlı yeni ve hedefli SPION tabanlı nanoparçacıkları sunuyoruz. Bu taşıma araçları hedefleme ve izleme amaçlı florofor bağlanmış anti-HER2 antikoru içeren fonksiyonel SPION çekirdekli parçacıklardan oluşur.SPION nanoparçacıkları Herseptin reseptörü aşırı ifade eden meme kanseri hücreleri tarafından reseptör kaynaklı endositoz ile hücre içerisine alınacak şekilde dizayn edilmiştir. SPION/A/HER2 (SP-AH) nanoparçacıkları otofaji inhibitörü MIR376B'yi HER2-pozitif meme kanseri hücrelerine (SKBR3 and MDA-MB-453) ve meme kanseri modeli oluşturulmuş tüysüz fare modeline taşıyabilmiştir. Otofajik aktivitede etkili bir biçimde aynı koşullarda azalmıştır. Daha önemlisi, MIR376B yüklü SP-AH nanoparçacıklarının kanser ilacı sisplatin ile kombinasyonu anti-kanser etkiyi hem hücrelerde hem de fare modelinde arttırmıştır. Bu sebeple, biz protein içeren teranostik parçacıkları güçlü ve dayanıklı miRNA taşıma araçları olarak kanser tedavisinde yeni bir yaklaşım oluşturmak için sunuyoruz.
Özet (Çeviri)
Theranostic approaches in nanoparticles depending on the design and functional modifications might allow multipurpose usage of these nanoparticles including diagnosis, treatment and follow-up diseases. SPIONs are superparamagnetic iron oxide (Fe3O4) nanoparticles have magnetic properties those can be detected and manipulated under magnetic field. SPION nanoparticles are biocompatible particles and suitable for functional modifications which allow their usage as gene therapy vector. All these advantages potentiate usage of SPIONs as efficient and targeted drug and nucleic acid delivery agent for gene therapy purposes. Recent studies over a decade introduced small RNAs including microRNAs as novel cancer diagnosis and therapy tools. Non-viral gene regulation via miRNAs requires the development of materials that can safely deliver miRNAs into cells. A key challenge in delivery of miRNAs into cells is developing materials that can protect miRNA strands from surrounding RNase. Protein-based approaches address this problem by taking advantage of their RNA binding and stabilizing effects. In this study, we present SPION-based novel and targeted miRNA delivery tool for gene therapy of breast cancer. These delivery agents were composed of a SPION core that was functionalized by the addition of fluorophore-tagged anti-HER2 antibodies as targeting agents. SPION nanoparticles are designed to be internalized by Herceptin receptor overexpressing breast cancer cells via receptor-mediated endocytosis. We also propose for the first-time, the usage of a protein as a microRNA stabilizer and a delivery vehicle. SPION/A/HER2 (SP-AH) nanoparticles can deliver autophagy inhibitory microRNA, MIR376B into HER2-positive breast cancer cell lines (SKBR3 and MDA-MB-453) in vitro and in a xenograft nude mice model of breast cancer in vivo. Autophagic activity is also efficiently inhibited in cells and xenografted tumor model under these conditions. More importantly, combination of MIR376B-loaded SP-AH nanoparticles with chemotherapy agent cisplatin potentiated anti-cancer treatment efficacy both in vitro and in vivo systems. Therefore, we introduce the protein containing theranostic nanoparticles as a powerful miRNA carrier and stabilizer tool to be used in novel microRNA-based targeted gene therapy approaches for cancer.
Benzer Tezler
- Development of novel superparamagnetic iron oxide based theranostic nanoparticles
Demir oksit bazlı özgün teranostik nanoparçacıkların geliştirilmesi
ÖZLEM ÜNAL
Doktora
İngilizce
2017
KimyaKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Synthesis of dye-conjugated PD-L1 targeted peptides for use in pet/ct in diagnosis of lung cancer
Akciğer kanseri teşhisi için PET/CT sistemlerinde kullanılacak PD-L1 proteini hedefli boya takılı peptitlerin sentezi
SAADET YEŞİLMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR ALPTÜRK
DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Development and characterization of monoclonal antibodies against recombinant caga protein and their use in lateral flow test strip for serological diagnosis of Helicobacter pylori infection
Rekombinant caga proteinine karşı monoklonal antikorlar geliştirilmesi, karakterizasyonu ve bunların helıcobacter pylorı enfeksiyonunun serolojik teşhisi için lateral akım test çubuğunda kullanılması
CEBRAİL KARAKUŞ
- Development of magnetic levitation-based sensitive assays
Manyetik levitasyon prensibine dayalı analiz yöntemlerinin geliştirilmesi
SENA YAMAN
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN CUMHUR TEKİN
DOÇ. DR. MAHMUT CEM ERGON
- Influenza A tanısına yönelik IgY antikoruna dayalı ELISA yönteminin geliştirilmesi
Development of ELISA method based on IgY antibody for influenza A diagnosis
BÜŞRA ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RABİA ÇAKIR KOÇ
DR. YASEMİN BUDAMA KILINÇ