In vitro Parkinson hastalığı modelinde kök hücreden elde edilen ekstraselüler veziküllerin ilaç taşıyıcı olarak kullanım potansiyeli
Potential of stem cell–derived extracellular vesicles as drug delivery agent in an in vitro Parkinson's disease model
- Tez No: 997680
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYLİN ŞENDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Analitik kimya, Nöral kök hücreleri, Pluripotent kök hücreler, Analytical chemistry, Neural stem cells, Pluripotent stem cells
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kök Hücre Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında Parkinson Hastalığı (PH) in vitro taklit edilerek klinik öncesi yenilikçi bir terapötik yaklaşımın kullanım potansiyeli denenmiştir. Deney hayvanlarının insan fizyolojisini tam karşılayamaması sebebiyle insan hücreleri ile oluşturulan 3 Boyutlu (3B) in vitro ve in vivo'ya daha yakın mikroçevre koşullarında bir PH modelinde, kök hücrelerden elde edilen ekstraselüler veziküllerin (EV'lerin) ve bu EV'lere PH'de yaygın olarak kullanılan levodopa (LD) enkapsülasyonu (LD-EV) sağlanarak elde edilen yenilikçi bir ilaç taşıma sisteminin uygulanması sağlandı. PH'de kesin tedavi sağlayıcı bir yaklaşım bulunmamasının yanında, semptomların yavaşlatılmasına yönelik yaygın olarak kullanılan ilaçların etkinliklerini beyine ulaşana kadar kaybetmesi sebebiyle doz miktarı giderek artırılarak kullanılmakta ve bu yüksek dozlar önemli yan etkilere sebep olmaktadır. Bu tez çalışmasında PH hastalığında kullanılan LD ilacının etkinliğini artırmak ve hedefe ulaşmasını kolaylaştırmak için insan vücudunda kargo görevi gören EV'ler ile enkapsülasyonunun etkinliği araştırılmıştır. EV ve LD yüklemesinin karakterizasyonu, mevcut yaklaşımların uzun ve zor optimizasyonları göz önünde bulundurularak Raman Spektroskopisi ile gerçekleştirilmiştir. Plasenta kökenli mezenkimal kök hücrelerden (P-MKH) elde edilen EV'ler içerisine sonikasyon cihazı ile LD'nin enkapsülasyonu sağlanmıştır. 3B in vitro PH modelinde EV, LD ve EV içerisine enkapsülasyonu sağlanan LD'nin dopaminerjik nöron rejenerasyonunu destekleyici etkisi moleküler olarak qPCR analizi ile, özgül antikorlar immünfloresan analizi ile, metabolitler üzerindeki etkisi ise omik analizi ile değerlendirilmiştir. 6-OHDA uygulamasının α-sinüklein (α-syn) ekspresyonunu artırdığı qPCR ve immünfloresan analizleri ile ispatlanmıştır. Ayrıca 6-OHDA uygulamasının tirozin hidroksilaz (TH) ve vazointestinal peptit (VİP) immünofloresan ekspresyonlarını düşürdüğü, TH ve dopamin taşıyıcı Slc6a3 gen ekspresyonlarında azaltıcı etki gösterdiği ve pentoz fosfat yolağı, oksidatif stresle ve antioksidanlar ile ilişkili metabolit aktiviteleri bozduğu ispatlanmıştır. EV, LD ve LD yüklü EV tedavisinin α-syn ekspresyonunu azalttığı, TH, VİP ekspresyonlarını artırdığı immünofloresan analizi ile yarı kantitatif olarak ispatlanmıştır. EV ve LD yüklü EV tedavisi TH, Slc6a3 gen ekspresyonlarında düzenleyici etki göstermiştir; ayrıca pentoz fosfat yolağı, oksidatif stresle ve antioksidanlar ile ilişkili metabolit aktiviteleri düzenlemiştir. Bu bulgular ışığında mezenkimal kök hücre kökenli EV'lerin PH üzerinde hem özgün tedavi potansiyelleri, hem de ilaç taşıyıcı olarak potansiyel katkıları olabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the potential of a novel preclinical therapeutic approach by mimicking Parkinson's Disease (PD) in vitro. Due to the inability of experimental animals to fully replicate human physiology, a 3D microenvironment closer to in vivo conditions was created using human cells, and an innovative drug delivery system: extracellular vesicles (EVs) derived from stem cells, and the encapsulation of levodopa (LD), commonly used in PD, into these EVs (LD-EV) were applied on this model. While there is no definitive cure for PD, commonly used drugs for symptom reduction lose their effectiveness before reaching the brain, leading to increased dosages and significant side effects. This thesis investigates the effectiveness of encapsulating the LD drug in EVs, which act as cargo in human bodies, to enhance its effectiveness and facilitate its targeted delivery. The characterization of EV's and LD loading was performed using Raman Spectroscopy, considering the lengthy and challenging optimizations of existing approaches. LD was encapsulated into EVs obtained from plasenta derived mesenchymal stem cells (P-MSCs) using a sonication device. In a 3D in vitro PH model, the dopaminergic neuron regeneration-promoting effect of EV, LD, and LD encapsulated within EV was evaluated molecularly by qPCR analysis, through specific antibodies by immunofluorescence analysis, and their effect on metabolites by omics analysis. It was proven by qPCR and immunofluorescence analyses that 6-OHDA application increased α-synuclein (α-syn) expression. Furthermore, it was demonstrated that 6-OHDA application decreased tyrosin hydroxylase (TH) and vasointestinal peptide (VIP) immunofluorescence expression, showed a reducing effect on TH and dopamine transporter Slc6a3 gene expression, and disrupted the pentose phosphate pathway, oxidative stress, and antioxidant-related metabolite activities. Immunofluorescence analysis semi-quantitatively demonstrated that EV, LD, and LD-loaded EV treatment decreased α-syn expression and increased TH and VIP expression. EV and LD-loaded EV treatment showed a regulatory effect on TH and Slc6a3 gene expressions, and regulated the pentose phosphate pathway and metabolite activities associated with oxidative stress and antioxidants. In light of these findings, it has been shown that mesenchymal stem cell-derived EVs may have both unique therapeutic potentials and potential contributions as drug carriers in PD.
Benzer Tezler
- Investigation of the effects of resveratrol-enriched cord-derived mesenchymal stem cell exosomes on alpha-synuclein aggregation, neuronal viability and mitochondrial function in a rotenone-induced in vitro Parkinson's disease model
Resveratrol ile zenginleştirilmiş kordon kaynaklı mezenkimal kök hücre eksozomlarının, rotenonla indüklenmiş in vitro Parkinson hastalığı modelinde nöroprotektif etkisinin araştırılması
SUHAIR RAMI MOHAMMED SHAMSHIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
NörolojiÜsküdar ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİM IŞIK
- The association of parkinson's disease with dna topoisomerase IIβ in neural-differentiated SH-SY5Y cell line
Parkinson hastalığı ile nöral farklılaşmış SH-SY5Y hücre hattında dna topoizomeraz IIβ ilişkisinin araştırılması
BERÇEM YEMAN
- Investigation of the neuroprotective effect of stable overexpression of DNA topoisomerase IIß in neurally differentiated SH-SY5Y cells as an in vitro model of Alzheimer's disease induced by amyloid β1-42 peptides
Nöral farklılaştırılmış ve amiloid β1-42 peptitleriyle in vitro Alzheimer hastalığı modeli oluşturulmuş SHSY5Y hücrelerinde gen ifadesi kararlı olarak arttırılmış DNA Topoisomerase IIb'nın nöroprotektif etkisinin araştırılması
TAHİRE YURDAKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyolojiÜsküdar ÜniversitesiMoleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİM IŞIK
DOÇ. DR. CİHAN TAŞTAN
- Farklı büyüme faktörleri içeren hedeflenmiş nanopartiküllerin nöral kök hücre farklılaşması üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of targeted nanoparticles containing different growth factors on neural stem cell differentiation
AYŞEGÜL AÇIKSARI
Doktora
Türkçe
2021
BiyomühendislikKocaeli ÜniversitesiKök Hücre Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUFHAN YAZIR
- Parkinson tedavisinde yeni nesil nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi
Development of next-generation nanoparticle drug delivery systems for Parkinson's treatment
ÖZGE NUR ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRAH ŞEFİK ABAMOR
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇAK YAVUZ