Geri Dön

Dvelopment of 3D-bioprinted glioblastoma model to mimic ın vivo tumor microenvironment

In vivo tümör mikro ortamını taklit etmek için 3B-biyobasili glioblastoma modelinin geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 975509
  2. Yazar: ŞEYMA IŞIK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI, DOÇ. DR. DENİZ YÜCEL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Doku mühendisliği, Glioblastoma, Üç boyutlu baskı, İn vitro, Tissue engineering, Glioblastoma, 3D printing, In vitro
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Medikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Glioblastoma (GBM), yüksek invazifliği, tedaviye dirençli yapısı ve tekrarlama eğilimi ile bilinen en agresif beyin tümörlerinden biridir. Bu çalışmada, hyalüronik asit metakrilat (HAMA) ve hücresizleştirilmiş beyin ekstrasellüler matriksi (dECM) kullanılarak doğal dokuyu biyokimyasal ve mekanik açıdan taklit eden bir GBM modeli geliştirilmiştir. Mekanik olarak, bu kompozit hidrojeller 9.44 ± 0.73 kPa'lık bir basma modülü ve 458.30 ± 13.39 Pa'lık bir elastik modül sergileyerek doğal GBM dokusunu taklit etmiştir. Beyin ECM'inin biyokimyasal bileşenlerini büyük ölçüde içeren hidrojeller, hücre yapışması, matriksin yeniden yapılandırılması ve invazyon gibi temel biyolojik süreçleri etkin biçimde yansıtmıştır. Model, tümör mikroçevresindeki hücresel etkileşimleri taklit etmek amacıyla glioblastoma (U87) ve mikroglia (HMC3) hücrelerin birlikte kültürlenmesini kapsamaktadır. Bu kültür, Ki67 ekspresyonunda %43'lük ve invazyon uzaklığında %41'lik bir artışla glioblastoma agresifliğini önemli bir düzeyde artırmıştır. Ayrıca, GBM tümörlerine özgü hipoksik gradyanlar in vitro çip sisteminde oluşturulabilmiştir. Geliştirilen bu hipoksi modeli, pseudopalisadik nekroz, hipoksiye bağlı gen ekspresyonu, invazyon ve hücresel heterojenlik gibi GBM'ye özgü patolojik özellikleri iyi bir şekilde taklit etmiştir. Buna ek olarak, modelin bir anti kanser ilacı olan temozolomide karşı duyarlılığını belirlemek amacıyla yapılan testlerde, modelin klinik öncesi ilaç tarama platformu olarak kullanılabilir olduğu gösterilmiştir. Hipoksik koşullar altında azalan ilaç duyarlılığı, direnç mekanizmalarında yer alan genlerin ekspresyonundaki artışla birlikte moleküler düzeyde desteklenmiştir. Geliştirilen bu in vitro model, glioblastoma biyolojisinin daha iyi anlaşılmasını ve yeni tedavi stratejilerinin geliştirilmesini sağlayarak in vivo deneyleri azaltma potansiyeli de taşımaktadır.

Özet (Çeviri)

Glioblastoma (GBM) represents one of the most aggressive primary brain tumors, known for a complex microenvironment that promotes invasion, resistance to treatment, and recurrence. In this study, a bioprinted GBM model was developed by integrating hyaluronic acid methacrylate (HAMA) with decellularized brain extracellular matrix (dECM), preparing a bioink that closely mimics the biochemical composition and mechanical properties of native brain tissue. The compressive modulus of the composite hydrogels was measured at 9.44 ± 0.73 kPa, while the elastic modulus was found to be 458.30 ± 13.39 Pa, close to that of native GBM tissue. By preserving the biochemical components of the brain, the hydrogels contributed to essential cellular activities such as adhesion, invasion and matrix remodeling, which are pivotal for replicating the highly invasive and adaptive nature of glioblastoma. The model was created by compartmental co-culturing glioblastoma (U87) and microglia (HMC3) cells in mimicking the cellular interactions between tumor and microenvironment. Co-culturing with microglia distinctly increased glioblastoma progression, as shown by the 43% increase in Ki67 expression and 41% increase in invasion distance. Furthermore, the chip model replicated the hypoxic gradients typically observed in GBM tumors. This in vitro model reproduced key pathological characteristics of GBM, including pseudopalisading necrosis, hypoxia induced gene expression, invasion and cellular heterogeneity. Finally, the model demonstrated its potential as a drug screening platform during the determination of the IC50 for temozolomide, which showed reduced drug sensitivity under hypoxic conditions, further supported by the upregulation of resistance related genes including SOX and NES. This physiologically relevant in vitro system is a promising tool to study glioblastoma biology and therapeutic strategies.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    978714

    Development of a 3D bioprinted hydrogel model for spinal cord injuries

    Omurilik yaralanmaları için 3B biyobasılmış hidrojel modeli geliştirilmesi

    ASLIHAN AKALINLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    BiyomühendislikAcıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VASIF NEJAT HASIRCI

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YÜCEL

  2. Tez No

    685596

    Development of 3D printed pectin and gelatin based bioactive skin grafts

    3 boyutlu (3D) basılmış pektin ve jelatin esaslı biyoaktif deri greftlerinin geliştirilmesi

    NAZLI SERAY BOSTANCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEN TEZCANER

    PROF. DR. NESRİN HASIRCI

  3. Tez No

    958894

    Development of 3D lung cancer model based on 3D bioprinting for drug screening

    İlaç taraması için 3B biyobasıma dayalı 3B akciğer kanseri modelinin geliştirilmesi

    ÖZÜM YILDIRIM SEMERCİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHU ARSLAN YILDIZ

  4. Tez No

    444551

    Development of cell sheet based bioink for 3D bioprinting applications

    Üç-boyutlu biyobasım yöntemi için hücre tabakası mühendisliği kullanılarak biyomürekkep üretimi

    EZGİ BAKIRCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    KimyaSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BAHATTİN KOÇ

  5. Tez No

    538211

    3D biyoyazıcı ortamında selüloz içeren bioink kullanarak sinir hücresi gelişimine yardımcı kılıf ve yamaların geliştirilmesi

    Development of cellulose-based 3d conduits and patches by using 3D bioprinter for neural tissue regeneration

    YİĞİTCAN SÜMBELLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    BiyomühendislikEskişehir Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARZU ERSÖZ

Geri Dön