| Tez Künye | Durumu | ||
| Development of novel nanomaterials for non-viral gene delivery / Viral olmayan gen taşıma uygulamaları için yeni nanomalzemelerin geliştirilmesi Yazar:NUR PINAR SANCAK Danışman: DOÇ. DR. SEVİM IŞIK ; DOÇ. DR. MEHMET ŞENEL Yer Bilgisi: Fatih Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı Konu:Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology Dizin: | Onaylandı Yüksek Lisans İngilizce 2015 76 s. | ||
| Gen tedavisi, kalıtsal yollarla veya sonradan dış etkenlerle normal işlevini yitiren genler nedeniyle ortaya çıkan hastalıkların tedavisine yönelik dışarıdan normal çalışan genin verilmesi ile yapılan tedavi şeklidir. Gen tedavilerinde viral veya non-viral gen taşıma ajanları kullanılmaktadır. Gen taşıma ajanları ayrıca hastalık tedavisine yönelik veya araştırma alanında rekombinant proteinlerin üretilmesinde kullanılmaktadır. Gen taşıma ajanları özellikle kanser tedavisi, diyabet, çeşitli kalıtsal hastalıklar, hücresel ve rejeneratif tıp alanlarında kullanılmaktadır. Non-viral gen taşıma ajanları üzerine literatürde pek çok çalışma olmasına karşın, boronik asit fonksiyonel ajanlar üzerine çok az çalışma vardır. Hali hazırda yapılmış olan çalışmalarda boronik asit destekli gen taşıma ajanı sadece sentetik polimerler olan polietilenimin (PEİ), poliamidoamin (PAMAM) ve amfifilik polieter (Pluronic-PG) moleküllerinin boronik asit ile direkt modifikasyonundan elde edilmiştir. Boronik asit destekli gen taşıma ajanı geliştirilebilecek pek çok alternatif malzeme (doğal polimerler, farklı sentetik polimerler ve nanoparçacıklar) non-viral gen taşıma ajanı olarak geliştirilmeyi beklemektedir. Bu çalışmada, İnsan Embriyonik Böbrek Hücre (HEK 293) hattına boronat ester oluşumuna dayalı yeni non-viral gen taşıma sistemlerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışma kapsamında, nanoparçacıklara ön-modifikasyonlar yapıldı ve daha sonra yeni modifikasyonlar yapılan non-viral gen taşıma ajanları gen taşıma etkinliklerinin daha da arttırılması amacıyla boronik asit gruplarıyla fonksiyonel hale getirilerek yeni non-viral gen taşıma sistemleri geliştirildi. Geliştirilen sistemler, G1’den G5’e artan jenerasyonlardaki PAMAM ve boronik asitle modifiye edilen karbon nanotüpler, HEK 293 hücre hattına GFP plasmidinin aktarımında kullanıldı. Karbon nanotüplerin, HEK hücrelerinin tutunma ve yaşama kabiliyetleri üzerindeki etkileri gerçek zamanlı hücre analizi ve WST-1 hücre çoğalma analizi deneyleriyle ölçüldü. HEK hücrelerinin artan jenerasyonlardaki karbon nanotüplerle 24 saat inkübe edilmesinin ardından elde edilen sonuçlar, artan jenerasyonlardaki karbon nanotüplerin konsantrasonları arttıkça hücre yaşamının azaldığını ve hücre çoğalmasının yavaşladığını gösterdi. GFP plasmidi ile karbon nanotüplerin kompleks oluşumunu belirlemek için agaroz jel elektroforezi yöntemi kullanıldı. Agaroz jel sonuçları, hem PAMAM hem de boronik asitle modifiye edilen karbon nanotüplerin GFP plasmidi ile farklı kütle oranlarında farklı derecelerde bağlanarak kompleks oluşturduklarını gösterdi. GFP transfekte olan hücreler, yaydıkları floresan ışıma ile floresan mikroskobunda belirlendi ve sayıldı. In vitro gen taşıma deneyleri, pEGFPN1’in HEK 293 hücrelerine aktarımında boronik asitle modifiye edilen karbon nanotüplerin daha başarılı olduğunu gösterdi. Bu çalışma göstermiştir ki, boronik asit modifiyeli karbon nanotüpler kullanılarak gen aktarımı yapılabilir ve boronik asit-diol etkileşimi kullanılarak transfeksiyon verimi artırılabilir. Ayrıca boronik asitle modifiye edilen karbon nanotüpler gen taşıma aracı olarak kullanılabilir, bununla birlikte in vivo gen aktarım çalışmalarının yapılması gereklidir. | |||
| Gene therapy is a medical procedure used to treat diseases caused by nonfunctional genes and it involves replacing those nonfunctional genes with healthy ones that supplied from outside. In gene therapy, both viral and non-viral gene delivery agents are used. The gene delivery agents are also used to produce recombinant proteins for various disease treatments and related researches. In particular, the gene delivery agents are used in the treatments of cancer, diabetes, some genetic diseases along with cellular and regenerative medicine fields. Although there is a good number of works about non-viral gene delivery agents in the literature, there are quite few researches on boronic acid containing gene delivery agents. In current studies, boronic acid containing gene delivery agents are obtained only by direct modification of synthetic polymers such as polyethylenimine(PEI), Poly(amidoamine) (PAMAM) and amphiphilic polyether (Pluronic-PG) with boronic acid. Still, there are many alternative materials, such as natural polymers, different synthetic polymers and nanoparticles, suitable for developing boronic acid-assisted gene delivery agents. In this study, it is aimed to develop novel non-viral delivery systems based on boronate ester formation in Human Embryonic Kidney (HEK) 293 Cell line. Within the scope of this study, carbon nanotubes (CNTs) were pre-modified and then, new non- viral gene delivery systems were developed by functionalizing with boronic acid groups in order to increase their gene delivery efficiency. Also, this study was focused on the pEGFPN1 delivery into human embryonic kidney 293 cells (HEK) by using polyamidoamine(PAMAM) dendrimer modified CNTs and boronic acid (BA) modified CNTs at increasing generations (from G1 to G5). The effects of CNTs on cell attachment and viability of human embryonic kidney 293 cell line in vitro were measure by real time cell analysis (RTCA) and WST-1 cell proliferation assay. Results showed that after incubation with two types of CNTs over 24 h, the cellular viability and the metabolic activity of HEK 293 cells decrease at increasing concentrations of CNTs. To detect the pEGFPN1 and CNTs complex formation, agarose gel electrophoresis was used. Agarose gel electrophoresis results demonstrated that each type of CNTs is able to condense DNA to varying degrees at different mass ratios. Fluorescence emitting GFP- transfected cells were observed and counted under a fluorescent microscope. In vitro transfection results showed that BA-MWCNTs were more effective than PAMAM- MWCNTs for in vitro pEGFPN1 delivery on HEK 293 cells. In conclusion, this study shows that the gene delivery might be achieved using boronic acid modified carbon nanotubes and also transfection efficiency might be increased by making use of boronic acid-diol interaction. Additionally, Boronic acid modified multiwalled CNTs might be used as gene delivery agents; therefore further in vivo studies are required. | |||