Geri Dön

Microfluidic chip-based systems for monitoring cancer therapy

Kanser tedavisinin izlenmesi için mikro akışkan çip tabanlı sistemler

  1. Tez No: 775545
  2. Yazar: EYLÜL GÜLŞEN YILMAZ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH İNCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mühendislik Bilimleri, Biology, Biotechnology, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2022

    Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH İNCİ

  2. Cell separation in microfluidic devices

    Mikroakışkan cihazlarda hücre ayrıştırma

    CEMRE ÖKSÜZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN CUMHUR TEKİN

  3. 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

    İngilizce

    2024

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL

  4. 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

    Türkçe

    2015

    BiyomühendislikEge Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN

    PROF. DR. MEHMET EMİN ŞENGÜN ÖZSÖZ