Nanopartikül temelli ilaç taşıma sistemlerinin glioblastoma anti-kanser etkinliğinin omik yöntemlerle değerlendirilmesi
Evaluation of the anti-cancer efficacy of nanoparticle-based drug delivery systems in glioblastoma using omics approaches
- Tez No: 999326
- Danışmanlar: PROF. DR. BEGÜM YURDAKÖK DİKMEN, DOÇ. DR. AÇELYA YILMAZER AKTUNA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biyomühendislik, Veteriner Hekimliği, Biology, Bioengineering, Veterinary Medicine
- Anahtar Kelimeler: Biyoinformatik, Glioblastoma, Kanser kök hücresi, Nanotıp, Temozalamid
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Veterinerlik Farmakoloji ve Toksikolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Glioblastoma multiforme (GBM), invazif karakteri, heterojen hücre yapısı ve kemoterapiye karşı geliştirdiği direnç mekanizmaları nedeniyle mevcut tedavilere yanıtı sınırlı olan, kötü prognozlu bir beyin tümörüdür. Bu tez çalışmasında, karbon bazlı nano dot (CD) yapılarının, temozolomid (TMZ) yüklenmiş formülasyonlar halinde kullanılarak GBM tedavisindeki potansiyel etkisinin in vitro ve in vivo olarak moleküler ve omik sistemlerle araştırılması amaçlandı.CD'ler sodyum bakır-klorofilin öncül maddesinden sentezlenerek, karakterizasyonları sağlandıktan sonra TMZ ile yüklenerek stabilite ve sitotoksisite analizlerine tabi tutuldu. U87 ve CD133⁺ hücre hatları kullanılarak oluşturulan in vitro sistemlerde, CD ve CD+TMZ formülasyonlarının hücre canlılığı üzerindeki etkileri LDH sitotoksisite testi ile incelendi. Ardından, immun yetersizliği nedeniyle translasyonel değeri yüksek olan Nude-Balb/c fareleri kullanılarak intrakranyal tümör modeli geliştirildi. Tümör gelişimi GFP/lusiferaz ifadesi ile IVIS görüntüleme sistemi aracılığıyla noninvaziv olarak takip edildi. Tedavi sonrası biyodağılım, histolojik değerlendirmeler ve tümör morfolojisine ait veriler elde edildi. Çalışmada geniş kapsamda değerlendirme yapılabilmesi için RNA-seq tabanlı omik analizlerle tümör ve mikroçevredeki transkriptomik değişimler ortaya kondu. BBB geçişine dair özgün gen panelleri, immün dekonvolüsyon algoritmaları ve kemorezistans imzaları, biyoinformatik analizlerle detaylı biçimde değerlendirildi. Elde edilen bazı imza mekanizmları temsil eden ilişkili genler değerlendirme parametresi olarak tüm gruplarda IHC ile değerlendirildi. Bu tez çalışması, nano taşıyıcı sistemlerin GBM tedavisinde moleküler mekanizmaları nasıl etkileyebileceğini ortaya koymakta ve literatüre yeni katkılar sunmaktadır. Bulgular, CD133⁺ hücrelerin tedavi öncesi ve sonrası DNA onarımı, redoks dengesi, effluks pompaları ve kök hücre belirteçlerine ilişkin çoklu direnç ağlarını eşzamanlı olarak aktive ettiğini; buna karşılık WT tümörlerin daha sınırlı ve modüle edilebilir bir yanıt verdiğini göstermektedir. Hem in vitro hem de in vivo modellerde CD+TMZ uygulaması, WT tümörlerde belirgin bir immün aktivasyon, apoptotik yanıt ve BBB koruyucu etki oluştururken, CD133⁺ tümörlerde bu etkinin proliferasyon, immün kaçış ve mikrovasküler yeniden şekillenme mekanizmaları tarafından gölgelendiği görülmüştür. Mikrodiseksiyon ve RNA-seq analizleri, CD133⁺ mikroçevresinin yalnızca tedaviye daha dayanıklı değil, aynı zamanda tümör ilerleyişini kolaylaştıran immün-supresif ve vasküler olarak bozulmuş bir ortam yarattığını doğrulamıştır. Sonuç olarak, glioblastoma tedavisinde başarısızlığın temelinde CD133⁺ alt tiplerin çoklu direnç stratejileri ve mikroçevresel yeniden programlama kapasitesi yatmakta olup, bu hücrelerin hedeflenmesi ve BBB'nin fonksiyonel stabilitesini koruyan kombinasyonel yaklaşımların geliştirilmesi terapötik başarının artırılmasında kritik bir gereklilik olarak öne çıkmaktadır.
Özet (Çeviri)
Glioblastoma multiforme (GBM) is a highly aggressive brain tumor with poor prognosis, characterized by its invasive behavior, cellular heterogeneity, and complex resistance mechanisms to chemotherapy. This thesis aimed to investigate the potential therapeutic impact of carbon-based nano dot (CD) structures, loaded with the chemotherapeutic agent temozolomide (TMZ), using both in vitro and in vivo models integrated with molecular and omics-based analyses. CDs were synthesized using sodium copper chlorophyllin as the precursor, followed by structural characterization and drug loading with TMZ. Stability and cytotoxicity assays were conducted thereafter. In vitro studies were performed on U87 and CD133⁺ glioma cell lines, evaluating the effects of CD and CD+TMZ formulations on cell viability via LDH cytotoxicity assays. To mimic the tumor microenvironment more accurately, an orthotopic glioma model was developed by stereotactic injection into immunodeficient Nude-Balb/c mice, known for their high translational relevance. Tumor progression was monitored noninvasively through IVIS imaging based on GFP/luciferase expression. Post-treatment evaluations included biodistribution analysis, histopathological examination, and assessment of tumor morphology. To comprehensively analyze treatment-induced molecular alterations, RNA-seq–based transcriptomic profiling was performed on tumor and peritumoral regions. Blood–brain barrier (BBB) permeability-related gene panels, immune deconvolution algorithms, and chemoresistance signatures were analyzed through advanced bioinformatics pipelines. Key genes representing significant molecular signatures were validated across experimental groups using immunohistochemistry (IHC). This study provides novel insights into how nano-drug delivery platforms modulate molecular pathways in GBM, and offers valuable contributions to the literature by integrating targeted therapy with spatially resolved omics analyses.
Benzer Tezler
- Nano-metre boyutlarda inert kolloidlerle enflamatuvar lezyonların tanısı
Başlık çevirisi yok
LEVENT AKKAYA
- Piribedil katı lipid partiküllerin formülasyonu ve in vitro-in vivo değerlendirilmesi
Formulation of piribedil solid lipid particles and their in vitro-in vivo evaluations
MÜZEYYEN DEMİREL
- Taramalı tünelleme mikroskobunun modifikasyonu ve özel uygulamalar için optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
İSMAİL CENGİZ KOÇUM
- Evaluation of amphiphilic beta-cyclodextrins in the preparation of nanoparticulate drug delivery systems
Nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistemlerin hazırlanmasında yeni eksipiyan olarak amfifilik beta-siklodekstrinlerin değerlendirilmesi
EREM MEMİŞOĞLU
- Gen tedavisine yönelik, DNA-kitozan nanopartikül formülasyonlarının geliştirilmesi ve in-vitro değerlendirilmesi
Development of DNA-chitosan nanoparticle formulations for gene delivery and in-vitro evaluation
ONGUN MEHMET SAKA
