Microfluidic chip-based systems for monitoring cancer therapy
Kanser tedavisinin izlenmesi için mikro akışkan çip tabanlı sistemler
- Tez No: 775545
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH İNCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mühendislik Bilimleri, Biology, Biotechnology, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Tümör mikro çevresinde, kanser hücreleri bir dizi sıvı kesme gerilimine (SKG) maruz kalır; bununla birlikte, mevcut in vitro üç boyutlu (3D) modellerin, biyofiziksel uyaranların kanser mekanizması ve kemorezistans üzerindeki etkisini dinamik bir şekilde araştırmak için sınırlamaları vardır. Son birkaç on yılda, mekanik kuvvetlerin biyolojik önemini keşfetmeye yönelik hayati talep, birkaç yenilikçi yaklaşımın geliştirilmesine yol açmıştır. Bu yaklaşımlardan biri de mikroakışkan sistemlerin kanser çalışmalarına entegrasyonudur. Mikroakışkan çiplerin kullanımı, manipülasyon kolaylığı, yüksek verim, daha az malzeme/reaktif tüketimi ve düşük maliyet sundukları için artan ilgi görmüştür. Öte yandan araştırmalar, tümör kaynaklı ekstraselüler veziküllerin (EV'ler), taşıdıkları nano ve mikron boyutlu veziküller aracılığıyla kanserin gelişimini ve yayılmasını sağlamak için lokal ve sistemik ortamı düzenlediğini açıkça belirtmektedir. Bu tezde meme kanseri hücreleri (MCF-7) model bir kanser sistemi olarak kullanılmış ve daha dinamik bir ortam sergileyerek tümör mikroçevresini taklit etmek için ipek fibroin kaplı mikroakışkan sistemler aracılığıyla kültürlenmektedirler. Eşzamanlı olarak, akış koşullarının etkisini anlamak için MCF-7 hücrelerinin geleneksel statik kültürü de bir kontrol grubu olarak kullanılır. Sıvı kesme geriliminin (SKG) gen ekspresyonu üzerindeki etkileri—özellikle MCF-7 hücrelerinde yüksek oranda eksprese edilen EpCAM ve CK-18 genleri—hücre kültürleme işleminin sonunda incelenmiştir. Ek olarak, SKG sırasında kanser hücrelerinin antikanser ilaçlara karşı herhangi bir direnç geliştirip geliştirmediği araştırılmıştır. Bu bağlamda, hücreler dinamik (mikroakışkan sistem) ve statik (doku kültürü şişesi) kültür koşullarında doksorubisin veya dosetaksel (antikanser ilaçları) ile tedavi edilir. Antikanser tedavisi tamamlandıktan sonra Çoklu İlaç Direnci 1 (MDR1) ve Meme Kanseri Direnci Proteini (BCRP) genlerinin ekspresyon seviyeleri değerlendirildi. Bu çalışmanın son adımı, antikanser ilaç tedavisinin varlığı ve yokluğu ile EV'lerin hem statik hem de dinamik koşullardan izolasyonuna ve analizine dayanmaktadır. EV'nin faydası, tedavi etkinliğinin gerçek zamanlı izlenmesi için kasıtlı bir biçimde biyobelirteçler olarak değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In tumor microenvironment, cancer cells are exposed to a range of fluid shear stresses (FSS); yet, current in vitro three-dimensional (3D) models have limitations to investigate the impact of biophysical stimuli on cancer mechanism and chemoresistance in a dynamic manner. In the past few decades, vital demand for exploring biological significance of mechanical forces has led to the development of several innovative approaches. One of these approaches is the integration of microfluidic systems into cancer studies. The use of microfluidic chips has garnered increasing attention since they offer ease-of-manipulation, high-throughput, less material/reagent consumption, and low-cost. On the other hand, the researches have stated explicitly that tumor-derived extracellular vesicles (EVs) regulate local and systemic milieu to drive the development and spread of cancer through nano- and micron-sized vesicles they carry. In this thesis, breast cancer cells (MCF-7) have been utilized as a model cancer system, and accordingly, they are cultivated through SF-coated microfluidic systems in order to mimic tumor microenvironment, exhibiting a more dynamic condition. Simultaneously, traditional static culture of MCF-7 cells is also performed as a control group in order to understand the impact of flow conditions. The effects of FSS on gene expression—in particular, EpCAM and CK-18 genes, which are highly expressed in MCF-7 cells—have been examined at the end of cell culturing process. In addition, cancer cells developing any resistance to anti-cancer drugs on the course of FSS have been investigated. In this regard, the cells are treated with either doxorubicin or docetaxel (anti-cancer drugs) in the cases of dynamic (microfluidic system) and static (tissue culture flask) culture conditions. Multi-Drug Resistance 1 (MDR-1) and Breast Cancer Resistance Protein (BCRP) gene expression levels have been assessed once anti-cancer treatment has been finalized. The final step of this study relies on the isolation and analysis of EVs from both static and dynamic conditions with the presence and absence of anti-cancer drug treatment. The utility of EVs has been evaluated deliberately as biomarkers for real-time monitoring of treatment efficacy.
Benzer Tezler
- Multicolor fluorescence microscopy fortracking magnetic micro-agents
Başlık çevirisi yok
MERT KAYA
Doktora
İngilizce
1989
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolUniversity of TwentePROF. DR. SARTHAK MİSRA
- Capture and release of biomolecules and cancer cells via smart materials integrated microfluidic chips
Akıllı malzemeler entegre edilen mikroakışkan çiplerde biyomoleküllerin ve nadir kanser hücrelerinin yakalanması ve salınması
KUTAY SAĞDIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH İNCİ
- Cell separation in microfluidic devices
Mikroakışkan cihazlarda hücre ayrıştırma
CEMRE ÖKSÜZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN CUMHUR TEKİN
- Development of microfluidic chip for impedance-based detection of liver cancer biomarkers
Karaciğer kanseri biyobelirteçlerinin empedans bazlı tespiti için mikroakışkan çip geliştirilmesi
ARDA DURER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL
- 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
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN
PROF. DR. MEHMET EMİN ŞENGÜN ÖZSÖZ