Çip-üstü-organ platformunda akciğer kanseri metastazının incelenmesi
Investigation of lung cancer metastasis in an organ-on-chip platform
- Tez No: 998023
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Akciğer kanseri dünyada en yüksek ölüm oranlarına sahip kanser türüdür. Tütün ürünlerinin kullanımı, asbest ve radon içeren kanserojenlerin solunumu gibi etkenlerle ortaya çıkabileceği gibi ailesel kökene bağlı olarak da ortaya çıkabilmektedir. Kanser, cerrahi uygulamalara ve geliştirilen çeşitli tedavi yöntemlerine rağmen ciddi bir sorun olmaya devam etmektedir. Bu sorunların üstesinden gelebilmeye yönelik preklinik çalışmalar dahilinde en ideal modelleri kullanmak büyük öneme sahiptir. Ancak kullanılan hayvan modelleri türler arası farklılıklardan ve etik sorunlardan dolayı hümanize sistemler olarak kullanılması çok uygun görülmemekte, geleneksel iki boyutlu (2B) hücre kültürleri ise karmaşık mikroçevreyi tam anlamıyla taklit edemediğinden güvenilir sonuçlar veremeyeceği düşünülmektedir. Bu kapsamda, biyomimetik yaklaşımlar dahilinde yeni yaklaşım metodolojileri (New Approach Methodologies, NAMs) araçlarından son teknoloji ürünü in vitro çip-üstü-organ (Organ-on-a-Chip, OoC) platformlarının çalışılması yüksek önem taşımaktadır. Özellikle de ileri evre akciğer kanserlerinde görülen kemiğe metastaz, birçok insanın hayatını olumsuz etkilemesinden dolayı bu tür üç boyutlu (3B) mikroakışkan cihazların metastatik kaskadı incelemek için gerekliliğini ortaya koymaktadır. Epitelyal mezenkimal geçiş (Epithelial-mesenchymal transition, EMT)'in özellikle önemli olduğu metastatik süreci incelemek, OoC teknolojisi ile mümkün olmaktadır. Bu kapsamda tezin temel hipotezi;“Trofoblast ve tümör hücresi migrasyonu analojisine dayanarak, özellikle EMT gibi ortak mekanizmalar dahilinde, trofoblastların migrasyonunu bozan bir faktör kanser metastazını engelleyerek tedavi edici bir etmen olarak kullanılabilir mi?”dir. Böylelikle, immün sistem modülasyonu, anjiyogenezin indüklemesi, yüksek proliferasyon, mikroçevrenin yeniden şekillendirilmesi ve migrasyon gibi trofoblast ile kanser hücrelerinin paylaştığı ortak mekanizmalara dayanarak, trofoblastları olumsuz etkileyen bir faktör kanser hücrelerini de etkileyebilir. Bu kapsamda, iki polidimetilsiloksan (PDMS) katmanını içine alan iki Polimetil metakrilat (PMMA) tabakasından oluşan, iki doku odasının bulunduğu tek bir mikro kanalın ise vasküler lümen olarak görev yaptığı ve arada porlu membranın konumlandırıldığı OoC platformu geliştirilmiştir. Özgün mimariye sahip bu tasarımla çip-üstü-trofoblast migrasyon (Trophoblast migration-on-a-chip, TBMoC) ve çip-üstü-akciğer kanser metastazı (Lung cancer metastasis-on-a-chip, LCMoC) modelleri ile hücre migrasyon dinamikleri yeniden yaratılmıştır. Mevcut hipotezi test etmek amacıyla da özellikle koyunlarda düşüğe sebep olan Chlamydia abortus bakterisi seçilmiş ve TBMoC modelinde trofoblast hücrelerinin migrasyonunu engelleyici bir etkisinin olduğu gösterilmiştir. Bunu takiben LCMoC modelinde de aynı bakteri denenerek antimetastatik etkiler görülmüştür. Böylelikle Chlamydia abortus'un potansiyel bir bakteri aracılı kanser terapisi adayı olabileceği ortaya konmuştur. Bu yaklaşım, bakteri aracılı kanser terapilerine ek olarak NAMs kapsamında da mevcut bakterinin daha önce hiç kullanılmamış olması her iki alan için de güçlü bir yenilikçi katkı sunarak translasyonel çalışmalara hizmet etmiştir.
Özet (Çeviri)
Lung cancer is the leading cause of cancer-related mortality worldwide. It may arise from exposure to carcinogens such as tobacco products, asbestos, and radon, as well as from hereditary predispositions. Despite advances in surgical interventions and the development of diverse therapeutic strategies, lung cancer remains a major clinical challenge. In this context, using the most suitable models within preclinical research is of critical importance. However, conventional animal models are limited due to interspecies differences and ethical concerns, whereas traditional two-dimensional (2D) cell cultures fail to fully recapitulate the complex tumor microenvironment, thereby limiting their reliability. In this context, the study of state-of-the-art in vitro organ-on-a-chip (OoC) platforms, which are among the new approach methodologies (NAMs) within biomimetic approaches, is of high importance. Bone metastasis, frequently observed in advanced-stage lung cancer and associated with severe clinical consequences, highlights the necessity of such three-dimensional (3D) microfluidic devices for investigating the metastatic cascade. Epithelial-mesenchymal transition (EMT), a key event in the metastatic process, can be effectively studied through OoC technology. In this context, the main hypothesis of the thesis is;“Based on the analogy of trophoblast and tumor cell migration, can a factor that disrupts trophoblast migration, especially within common mechanisms such as EMT, be used as a therapeutic agent by preventing cancer metastasis?”. Thus, based on common mechanisms shared by trophoblasts and cancer cells, such as immune system modulation, induction of angiogenesis, increased proliferation, microenvironment remodelling and migration, a factor that negatively impacts trophoblasts may also affect cancer cells. To this end, we developed a novel OoC platform composed of two PMMA layers enclosing two PDMS layers, containing dual tissue chambers separated by a porous membrane, with a central microchannel functioning as a vascular lumen. Using this unique architecture, we established a trophoblast migration-on-a-chip (TBMoC) model and a lung cancer metastasis-on-a-chip (LCMoC) model to reconstruct cell migration dynamics. To test the existing hypothesis, Chlamydia abortus, a bacterium that causes abortion in sheep, was selected and shown to inhibit trophoblast cell migration in the TBMoC model. Subsequently, the same bacterium was tested in the LCMoC model, demonstrating antimetastatic effects. Thus, Chlamydia abortus is demonstrated as a potential candidate for bacteria-mediated cancer therapy. This approach, in addition to bacteria-mediated cancer therapies, offers a strong innovative contribution to both fields within the NAMs framework, serving translational studies.
Benzer Tezler
- DEVELOPMENT OF MICROFLUIDIC BASED SINGLE CELL CAPTURING SYSTEMS FOR EARLY DETECTION OF DISEASES
Erken teşhise yönelik mikroakışkan tabanlı tek hücre yakalama sistemlerinin geliştirilmesi
EMRE ALTINAĞAÇ
Doktora
İngilizce
2020
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN KIZIL
- Mikroakışkan çiplerde biyomoleküllerin ve hücrelerin difüzyonunun incelenmesi
Investigation of diffusion of biomolecules and cells in microfluidic chips
ECE YILDIZ ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2019
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Akciğerlerdeki hava-sıvı arayüzeyinin incelenmesine yönelik çip-üstü-epitelyal bariyer platformu geliştirilmesi
Development of an epithelial barrier-on-a-chip platform for investigation of air-liquid interface in lungs
BİLGESU KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikEge ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM YEŞİL ÇELİKTAŞ
- Disease modeling with magnetically levitated spheroids in organ-on-a-chip platform
Çip üstü organ platformunda manyetik olarak kaldırılmış sferoidlerle hastalık modellemesi
SEREN KEÇİLİ
Doktora
İngilizce
2025
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN CUMHUR TEKİN
- Design and development of a personalized medicine oriented microfluidic organ on a chip platform
Kişiselleştirilmiş tıbba yönelik mikro akışkan çip üstü organ platformunun tasarım ve geliştirilmesi
AHMET AKİF KIZILKURTLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyomühendislikGebze Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ AKPEK