2D and 3D in vitro Alzheimer's disease model
2D ve 3D in vitro Alzheimer hastalığı modeli
- Tez No: 974321
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEYMA TAŞDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Alzheimer hastalığı, Alzheimer disease
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Manisa Celal Bayar Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alzheimer hastalığı (AH) bilişsel gerileme ile tanımlanan nörodejeneratif bir hastalıktır. AH'nin en bilinen patofizyolojisi; Aβ peptitlerinin ve fosforile olmuş Tau proteininin birikimidir. Aβ peptitlerinin birikimi senil plaklar ile sonuçlanırken; fosforile olmuş Tau nörofibriler yumak oluşumuna neden olmaktadır. Diğer patofizyolojiler ise nöroinflamasyon, kolinerjik nöron dejenerasyonu ve genetik bozulmalar olarak sayılmaktadır. Dünya genelinde milyonlarca insanı etkileyen ve en yaygın görülen nörodejeneratif hastalık olan AH'nin tam olarak patogenezinin aydınlatılması, evrelerinin anlaşılması ve yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesi için güvenilir ve gerçeğe yakın in vitro modellere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, AH'ye yönelik ilaç etken madde araştırmalarına katkı sağlamak amacıyla yenilikçi in vitro modeller oluşturulması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, SHSY5Y ve N9 hücre hatlarının Aβ1-42 peptidi ile birlikte, hem iki boyutlu (2B) hem de mikro doku tekniğiyle üç boyutlu (3B) in vitro AH modelleri geliştirilmiştir. Modelleme sürecinde, ilk olarak patofizyolojik bir belirteç olan Aβ peptidi kullanılarak, kolinerjik nöron özellikleri taşıyan SHSY5Y hücre hattı ile hem 2B hem de 3B in vitro modeller oluşturulmuştur. Ardından, AH'nin immün sistem ile ilişkisini incelemek ve in vivo'ya daha benzer bir model oluşturabilmek amacıyla modele mikroglia hücresi olan N9 hattı eklenmiş; mikroglial aktivasyonu sağlamak için ortama lipopolisakkarit (LPS) ilave edilmiştir. Sonrasında oluşturulan AH modellerinin karakterizasyonu için Alamar mavisi ile hücre canlılığı, gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (Q-PCR) ile AH ile ilişkili genlerin ekspresyon seviyesinin belirlenmesi, asetilkolin esteraz (AchE) aktivitesi ve fosforillenmiş tau (pTau) miktarı ölçümü yapılmıştır. Elde edilen bulgular sadece SHSY5Y hücreleri ile geliştirilen 3B in vitro AH modelinin gelecek araştırmalar için önemli bir umut vaat ettiğini ortaya koymaktadır. Bununla birlikte, SHSY5Y ve N9 hücrelerinin ko-kültürü ile oluşturulan, nöroinflamasyon hipotezine dayalı 2B ve 3B AH modellerinde, hücre-hücre etkileşimi ve proinflamatuar aktivite beklenen düzeyde gözlemlenememiştir. Elde edilen bu bulgu, hücreler arası etkileşimlerin modellenmesinde hücre tipi uyumunun kritik rolünü ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disease characterized by cognitive decline. The most well-known pathophysiology of AD is the accumulation of Aβ peptides and phosphorylated Tau protein. The accumulation of Aβ peptides results in senile plaques, while phosphorylated Tau leads to the formation of neurofibrillary tangles. Other pathophysiologies include neuroinflammation, cholinergic neuron degeneration, and genetic disorders. Reliable and realistic in vitro models are needed to fully elucidate the pathogenesis of AD, the most common neurodegenerative disease affecting millions of people worldwide, understand its stages, and develop new treatment strategies. This thesis aims to create innovative in vitro models to contribute to drug-active ingredient research for AD. In this regard, in vitro AD models were developed using both two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) micro-tissue techniques using the Aβ1-42 peptide of SHSY5Y and N9 cell lines. During the modeling process, both 2D and 3D in vitro models were created using the SHSY5Y cell line, which exhibits cholinergic neuron characteristics, using the Aβ peptide, a pathophysiological marker. Subsequently, to examine the relationship between AD and the immune system and to create a model more similar to the in vivo model, the N9 microglial cell line was added to the model. Lipopolysaccharide (LPS) was added to the medium to ensure microglial activation. Subsequent characterization of the generated AD models included cell viability with Alamar BlueTM, quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) to determine the expression levels of AD-related genes, acetylcholine esterase (AchE) activity and phosphorylated tau (pTau) levels. The findings suggest that the 3D in vitro AD model developed exclusively with SHSY5Y cells holds significant promise for future research. However, in 2D and 3D AD models based on the neuroinflammation hypothesis, created by co-culture of SHSY5Y and N9 cells, cell-cell interactions and proinflammatory activity were not observed at the expected levels. This finding demonstrates the critical role of cell type compatibility in modeling intercellular interactions.
Benzer Tezler
- Utilization of 3D cell culture methodologies to model Alzheimer's disease
Alzaymır hastalığını modellemek için 3B hücre kültürü metodolojilerinin kullanılması
RÜMEYSA BİLGİNER KARTAL
Doktora
İngilizce
2025
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHU ARSLAN YILDIZ
DOÇ. DR. SİNAN GÜVEN
- Nörodejeneratif hastalıklarda eksozom temelli tedavi yaklaşımlarının geliştirilmesi
Development of exosome-based therapy approaches for neurodegenerative diseases
BURÇAK YAVUZ
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRAH ŞEFİK ABAMOR
- In vitro alzheimer modelinde CK2 inhibisyonunun nöroprotektif etkisinin araştırılması
Investigation of the neuroprotective effect of CK2 inhibition in the in vitro alzheimer model
HAMİYET ECİROĞLU
Doktora
Türkçe
2022
Tıbbi BiyolojiErciyes ÜniversitesiTıbbi Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİYET ALTUNTAŞ
- Bazı Achillea türleri üzerinde farmakognozik araştırmalar
Pharmacognosical studies on Achillea species
HANDAN GÖKBEN SEVİNDİK
Doktora
Türkçe
2015
Eczacılık ve FarmakolojiAtatürk ÜniversitesiFarmakognozi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZÜHAL GÜVENALP
- Bioactive peptide encapsulation by electrospinning technique: Characterization of electrospun fibers and mathematical modelling of release kinetics
Biyoaktif peptitlerin elektroeğirme tekniği ile enkapsülasyonu: Elektroeğrilmiş liflerin karakterizasyonu ve salım kinetiğinin matematiksel modellenmesi
ZAHİDE KIRBAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ALTAY