Geri Dön

Insights from a 3D culture model : Exploring the synergistic ımpact of tissue stiffness and matrix composition on tumor progression

3B kültür modelinden içgörüler: Doku sertliği ve matris bileşiminin tümör i̇lerlemesi üzerindeki sinerjistik etkisini keşfetmek

  1. Tez No: 812416
  2. Yazar: DENİZ ÖRNEK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ECE ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Tıbbi Biyoloji, Bioengineering, Biotechnology, Medical Biology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Hücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 78

Özet

Hücre Dışı Matris (HDM), temel hücresel süreçleri düzenleyen çok yönlü bir ağdır. Matris, bileşimi ve organizasyonu HDM'nin mekanik ve kimyasal imzasını belirleyen geniş bir protein ve karbonhidrat dizisi içerir. HDM'nin yapısı, fizyolojik olaylarda sıkı bir şekilde modüle edilirken, kimyasal ve mekanik özellikler, malignite sırasında anormal bir şekilde değişir. Çeşitli matris bileşenlerinin aşırı üretimi, çapraz bağlanması ve bununla beraber matrisin yeniden şekillenmesinde yer alan enzimlerin düzensizliği ile meydana gelen akciğer doku sertleşmesi tümör ilerleyişine eşlik etmektedir. Tümör dokularının sertliğinin anormal artışı, mekanik girdilerin biyokimyasal sinyallere dönüştürülmesi için aktivasyonu gerekli olan mekanik olarak duyarlı reseptörler aracılığıyla algılanır. Tümör dokuları sertleştikçe, yüzey reseptörlerinin artan aktivasyonu, kanser hücrelerinin epitelden mezenkimal geçişine yol açar ve kök hücre benzeri özelliklerini destekler. Tümör mikro ortamının biyokimyasal ve biyomekanik özelliklerini temsil etmek, kanser ilerlemesinin modellenmesinde ve terapatik rejimlerin etkinliğinin arttırılmasında son derece önemlidir. Bu nedenle, doku sertleşmesinin ligant bileşimi ve konsantrasyonundan bağımsız olarak değiştirilmesini sağlayan bir in vitro model oluşturmak, sertleşmenin tümör ilerlemesi üzerindeki özgün etkisini incelemek için büyük değer taşımaktadır. Ek olarak, dokuların sertleşmesinin diğer parametrelerden ayrıştırıldığı bir 3D modelde organa özgü doku bileşenlerine göre tümör hücrelerinin in vivo özelliklerini taklit etmek, kapsamlı hastalık modellemesine olanak tanır. Artan doku sertleşmesinin, farklı doku bileşimleriyle etkileşimde bulunan akciğer kanser hücrelerinin malignitesini modüle etme üzerindeki etkisi, bir in vitro 3D kültür modelinde incelenmemiştir. Bu çalışmada, aljinat ve iki farklı hücre dışı matris, hücresizleştirilmiş akciğer ve tümörijenik bazal membran, kullanılarak cifte ağ yapıda hidrojel modelleri oluşturulmuştur. Bu modeller kullanılarak, kanser hücrelerinin EMT aktivasyon ve kök hücresel yeteneklerinin, mikro ortamın sertliği ile matrisin tümörijenik bileşimi arasındaki sinerjik etkileşimler yoluyla desteklendiği ortaya çıkarılmıştır. Ek olarak, mekanotransdüksiyon sürecinin iyi bilinen bir regülatorü olan PI3K geninin yokluğunun, tümör mikro ortamının sertliğinin artmasıyla telafi edilebildiği gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

Extracellular Matrix (ECM) is a highly versatile network that regulates essential cellular processes. The matrix contains a wide array of proteins and carbohydrates, the composition and organization of which determines the mechanical and chemical signature of the ECM. The architecture of the ECM is tightly modulated in physiological events, whereas the chemical and mechanical properties are altered aberrantly during malignancy. The elevated stiffening of lung tissues due to excessive production of the matrix components, increased crosslinking, as well as the deregulation of enzymes involved in matrix remodeling and degradation accompany tumor progression. The aberrant increase in stiffness of tumor tissues is received through mechano sensitive receptors whose activation is required for the transmission of mechanical inputs into biochemical signals. As tumor tissues stiffen, elevated activation of surface receptors leads to epithelial to mesenchymal transition of cancer cells as well as promotes their stem cell like characteristics. Recapitulating the biochemical and biomechanical properties of the tumor microenvironment is of utmost importance in modelling cancer progression and enhancing the efficacy of therapeutic regimes. Hence, generating an in vitro model which enables alteration of tissue stiffening independently from ligand composition and concentration is of great value for examining the sole impact of stiffening on tumor progression. In addition, mimicking in vivo characteristics of tumor cells with respect to organ-specific cues in a 3D model where tissue stiffness is decoupled from other parameters enables comprehensive disease modeling. The impact of elevating tissue stiffness on modulating the malignancy of cancer cells in different ECM compositions has not been studied in an in vitro 3D culture model. In this study, a fully defined double network of alginate and two different matrices, decellularized healthy bovine lung ECM and tumorigenic basement membrane, is generated. Utilizing this model, it has been revealed that EMT activation and stemness abilities of cancer cells are promoted through synergic interactions between the stiffness of the microenvironment and tumorigenic composition of the matrix. In addition, the absence of PI3K gene, a well-known mediator of mechanotransduction process, is compensated through elevated stiffness of the tumor microenvironment.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    779717

    Development of brain-mimetic hydrogels for modelling neuronal differentiation

    Nöronal farklılaşmayı modelllemek için beyin-mimetik hidrojel geliştirilmesi

    DUYGU TURAN SORHUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyomühendislikKoç Üniversitesi

    Hücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ECE ÖZTÜRK

  2. Tez No

    726820

    Bakır alaşımları esaslı anti-bakteriyel yüzey kaplamalarının üretimi ve karakterizasyonu

    Anti-bacterial efficacy of wire arc sprayed copper alloy coatings against various pathogens

    SAMİ ARDA KOCAMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıklarıİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

  3. Tez No

    402983

    Lab-on-a-chip devices with patterned hydrogels: Engineered microarrays for biomolecule fractionation, organ-on-chip and desalination

    Başlık çevirisi yok

    BURCU GÜMÜŞCÜ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Bilim ve TeknolojiUniversity of Twente

    PROF. DR. ALBERT VAN DEN BERG

    PROF. DR. JAN C. T. EIJKEL

  4. Tez No

    887809

    Time difference of arrival based passive sensing and positioning system integrated into moving platforms

    Geliş zamanı farkı yaklaşımlı hareketli platformlara entegre pasif yayın algılama ve konumlandırma sistemi

    BURAK AHMET ÇELEBİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET NURİ AKINCI

  5. Tez No

    877700

    Fotopolimer reçine içerisinde disperse edilmiş seramik, metal tozlarının kullanımı ile 3D baskısı için dijital ışın destekli (DLP) eklemeli üretim tekniğinin gelişterilmesi

    Development of a digital light processing (DLP)supported additive manufacturing technique for 3D printing using dispersed ceramic and metal powders in photopolymer resin

    MOHAMED SHEHADA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Mühendislik BilimleriErciyes Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİLAL DEMİREL

Geri Dön