Search

KİTOZAN ESASLI TAŞIYICI SİSTEMLER İLE DERİDEN GEN TRANSFERİNİN ARAŞTIRILMASILokal ve sistemik ilaç uygulamaları için deri, vücudun en uygun organıdır. Bu çalışmada, kitozan-esaslı değişik farmasötik formlar, deriden DNA uygulaması için araştırılmıştır. Bu çalışmada DNA taşıyan 3 farmasötik şekil; kitozan hidrojel, nanopartikül, lipozom ve kitozan kaplı lipozom formülasyonları hazırlanmış, formülasyonların fiziko-kimyasal özellikleri, in vitro ve in vivo transfeksiyon etkinlikleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Her üç formun da DNA’yı kontrollü serbestleştirdiği, in vitro ve in vivo stabilitesini olumsuz yönde etkilemediği ve DNA’yı enzimatik etkilerden koruduğu saptanmıştır. Kontrolleri yapılan ve özellikleri belirlenen farmasötik şekiller, in vitro ve in vivo transfeksiyon çalışmalarında kullanılmıştır. İn vitro DNA transfeksiyon çalışmalarında, NIH 3T3 ve Swiss 3T3 fare fibroblast hücre kültürleri ve primer insan dermal fibroblast hücre kültürü kullanılmıştır. Formülasyonların, DNA transfeksiyon etkinlikleri, pSV-β-Gal plazmidi tarafından kodlanan β-galaktozidaz ekspresyonu ile saptanmıştır. İn vitro transfeksiyon çalışmalarında; en yüksek düzeyde transfeksiyon etkinliği ve gen ekspresyonu, lipozom formülasyonlarında gözlenmiştir. İn vitro transfeksiyon etkinliği açısından formülasyonların gen transferinde kullanılabilirliğinin, kitozan kaplı lipozom > lipozom > hidrojel > nanopartikül sıralamasına uygun sonuçlar verdiği belirlenmiştir. İn vivo DNA transfeksiyon çalışmalarında ise yavru ve genç erişkin Sprague-Dawley sıçanlar kullanılmıştır. Enzim testleri ve histolojik incelemeler sonucunda; gen ekspresyonunun, derinin dermis ve hipodermis tabakalarında 7 gün süresince devam ettiği saptanmıştır. İn vitro transfeksiyon çalışmalarından farklı olarak, in vivo transfeksiyon etkinliği açısından formülasyonların gen transferinde kullanılabilirliğinin, kitozan kaplı lipozom > lipozom > nanopartikül > hidrojel sıralamasına uygun sonuçlar verdiği belirlenmiştir.Sonuç olarak, kitozan-esaslı taşıyıcı sistemlerden olan kitozan hidrojel, kitozan nanopartikül ve lipozom ve kitozan kaplı lipozomlar ile etkin bir şekilde deriden gen transferi mümkündür. Elde edilen veriler, deriden gen transferi ve gen tedavisi çalışmaları için temel oluşturmaktadır. AN INVESTIGATION OF CHITOSAN-BASED CARRIERSFOR GENE TRANSFER THROUGH THE SKINThe skin is an attractive and the largest organ for local and systemic drug applications. In present study, chitosan-based pharmaceutical forms were investigated for nucleic acid delivery into the skin. In this study, three different pharmaceutical forms including chitosan hydrogels, nanoparticles, liposomes and chitosan-coated liposomes were prepared for gene delivery. Physico-chemical properties and in vitro / in vivo transfection characteristics of these formulations were investigated in detail. It was observed that all of three forms demonstrated controlled-release of DNA, had no negative effect on the stability of DNA and protected DNA from enzymatic degradation in in vitro and in vivo conditions. After the control and characterization of these forms, they were used for DNA transfection. Mouse fibroblastic NIH 3T3 and Swiss 3T3 cell lines and primary human dermal fibroblasts were used for in vitro DNA transfection experiments. Transfection efficiency of formulations was monitored by measuring of β-galactosidase activity expressed by β-Gal reporter plasmid. Among the pharmaceutical forms, the higher DNA-transfection efficiency and reporter gene expression was obtained with liposome formulations than that of other forms. From the point of DNA-transfection efficiency, the capability of different pharmaceutical forms were ordered as chitosan coated liposome > liposome > hydrogel > nanoparticle. Pups and young adult Sprague–Dawley rats were used for in vivo DNA-transfection studies. By using enzyme assays and histological techniques, it was shown that the reporter gene expression in dermis and hypodermis layers of skin sustained for 7 days. In contrast to in vitro results, for the in vivo counterpart the DNA-transfection efficiency of the forms were obtained as chitosan-coated liposome > liposome > nanoparticle > hydrogel.As a result, chitosan-based delivery systems including hydrogels, nanoparticles, chitosan coated liposomes and liposomes can be efficiently used for DNA transfer through the skin. These results will form the basis for gene delivery and gene therapy via the skin.

Amaç: Anjiyogenez invaziv tümör büyümesi, metastazı ve kanser ilerlemesinin kontrolünde önemli bir nokta oluşturur. Bu amaçla en yaygın çalışılan gen susturma teknolojisi RNAi (RNA interference), gen ekspresyonunu inhibe edilebilmesi (susturma), yüksek spesifisite ve hedeflenme özellikleri nedeniyle tedavide denenmektedir. Anjiyogenez ve tümörle ilgili faktörlerin siRNA (small interfering RNA)' lar ile hücre kültürü ortamında inhibe edilmesiyle ilgili çalışmalar mevcuttur. siRNA' ların terapötik verimini artırmak için uygun taşıyıcı sistem olarak kullandığımız güvenli bir biyopolimer olan kitozan büyük önem taşımaktadır. Sunulan tez kapsamında hepatosellüler karsinomada (HCC) anjiyogenezi tetikleyen bir faktör olan PAI-1' i susturarak anjiogenezin durdurulması planlanmaktadır. Gereç ve Yöntem: PAI-1' in aşırı ekspresyonu, HCC' lı hastalarda tümör invazyonu ve metastazı gelişimine yol açar. Anjiyogenezde etkin olan PAI-1 ekspresyonunu engellemek için ticari olarak satılan siRNA spektroskopik ve elektroforetik kontrollerinden sonra kitozan ile kompleksleşme oranı belirlenmiştir. Komplekslerin karakterizasyonu HepG2C3a ve Hep3B hücrelerinde in vitro transfeksiyonu etkinliği incelenmiş ve PAI-1 ekspresyonu elisa yöntemi ile tayin edilmiştir. Hazırlanan komplekslerin TEM görüntüleri ile boyut/zeta ölçümlerinin uygun olduğu tespit edildi. Bulgular: HCC hücre hatlarında uygun komplekslern PAI-1 gen ekspresyonunu yaklaşık %50 oranında inhibe ettiği istatiksel oralara anlamlı azaldığı gözlenmiştir. Sonuç: Elde edilen sonuçlar kitozan siRNA-PAI-1 için uygun bir taşıyıcı sistem olduğu desteklenmiştir. Objective: Angiogenesis is an important factor in the control of invasive tumor growth, metastasis and cancer progression. For this purpose, the most widely studied gene silencing technology, RNAi (RNA interference), gene expression inhibition (silencing), high specificity and targeting properties are being tried in the treatment. There are studies on the inhibition of angiogenesis and tumor related factors with siRNA (small interfering RNA) in cell culture media. Chitosan, a safe biopolymer, which we use as a suitable carrier system, is of great importance to increase the therapeutic efficiency of siRNAs. In this thesis, it is planned to stop angiogenesis by silencing PAI-1 (plasminogen activator inhibitor-1), a factor that triggers angiogenesis in hepatocellular carcinoma (HCC). Materials and Methods: Overexpression of PAI-1 leads to tumor invasion and metastasis in patients with HCC. The rate of complexation with chitosan was determined after spectroscopic and electrophoretic controls of commercially available siRNA to inhibit PAI-1 expression, which is effective in angiogenesis. Characterization of complexes The efficacy of in vitro transfection in HepG2C3a and Hep3B cells was examined and PAI-1 expression was determined by elisa method. TEM images and zeta measurements of the complexes were found to be appropriate. Results: In the HCC cell lines, it was observed that suitable complexes inhibited PAI-1 gene expression by approximately 50% and decreased statistically. Conclusion: The results obtained were supported to be a suitable carrier system for chitosan siRNA-PAI-1. 132

Meme Kanseri Hücre Hatlarında EGFR (Epidermal Büyüme Faktörü Reseptörü) GenEkspresyonunun Plazmid-bazlı MikroRNA-7/Kitozan Kompleksleri ile Baskılanmasınaİlişkin İn Vitro ÇalışmalarÖğrencinin Adı : Pelin BULUTDanışmanı : Dr. Öğr. Üyesi Suna ÖZBAŞ TURANAnabilim Dalı: Farmasötik Biyoteknoloji Anabilim Dalı1. ÖZETAmaç: Pek çok miRNA’nın etkinlik gösterdiği meme kanserinde, miRNA-7, tümör supresörolarak kabul edilen önemli bir miRNA grubu olarak tanımlanmıştır. Ancak, miRNA’larınhedef hücrelere herhangi bir biyodegresyona uğramadan transferinde bazı zorluklarmevcuttur. Bu çalışmadaki amaç, doğal bir biyopolimer olan ve çeşitli araştırmalar sonucundaetkinliği yüksek gen taşıyıcı sistem olarak kabul edilen kitozan kullanılarak hazırlananmiRNA-7/kitozan komplekslerinin MCF-7 ve MDA-MB-231 meme kanseri hücre hatlarındaEGFR gen ekspresyonunun baskılanmasına ilişkin etkisini araştırmaktır.Gereç ve Yöntem: MDA-MB-231 ve MCF-7 hücre hatlarında EGFR gen ekspresyonunubaskılayabilecek miRNA-7/kitozan kompleksleri basit kompleksasyon yöntemiylehazırlanarak stabilite çalışmaları, partikül boyutu, zeta potansiyeli gibi karakterizasyonlarıyapıldı. Komplekslerin kanser hücre hatlarına transfeksiyonu sonrası hücre proliferasyontestleri yapıldı.Bulgular: miRNA-7’nin %0,25’lik kitozan çözeltisi kullanılarak farklı oranlarda hazırlananformülasyonlarla tam kompleks oluşumu ve komplekslerin MDA-MB-231 ve MCF-7 memekanseri hücre hatlarına in vitro transfeksiyonu sağlanmıştır.Sonuçlar: Çalışma sonucunda komplekslerin hücrelere stabil olarak taşındığı, kanserhücrelerinin yayılımını azalttığı, EGFR gen ekspresyonunun baskılandığı ve kitozankomplekslerinin miRNA için etkinliği yüksek ve güvenilir bir gen taşıyıcı sistem olduğugösterilmiştir.--------------------In Vitro Studies on Impression of EGFR (Epidermal Growth Factor Receptor) GeneExpression with Plasmid-based MicroRNA-7 / Chitosan Complexes in Breast CancerCell LinesStudent’s Name : Pelin BULUTSupervisor : Dr. Öğr. Üyesi Suna ÖZBAŞ TURANDepartment: Department of Pharmaceutical Biotechnology2. ABSTRACTObjective: In a large number of miRNA-driven breast cancers, the miR-7 family has beenidentified as an important miRNA group with tumor suppressor activity. However, there aresome difficulties in transferring miRNAs to target cells without any biodegression. Purposeof this study is to investigate the effect of miRNA-7/chitosan complexes prepared by usingchitosan on MDA-MB-231 and MCF-7 breast cancer cell lines in vitro on EGFR geneexpression suppression.Material and Method: MiRNA-7 / chitosan complexes capable of suppressing EGFR geneexpression in MCF-7 and MDA-MB-231 cell lines were prepared by simple complexationmethod and their characterizations such as stability studies, zeta potential particle size studieswere performed. After transfection of complexes to cancer cell lines, cell proliferation testswere performed.Result: miRNA-7 using 0.25% chitosan solution in different ratios prepared with the fullcomplex formation of the complex and MDA-MB-231 and MCF-7 in vitro transfection ofbreast cancer cell lines were provided.Conclusion: The result of the study, it has been proven that complexes are transported to cellsstably, decrease the invasiveness of cancer cells, repress EGFR gene expression and chitosancomplexes are a safe and effective carrier system for miRNA.

Amaç: Tez çalışmasında amaç; hepatosellüler karsinomada ekspresyonu downregüle olan miR-7'nin özellikleri incelerek katyonik bir biyopolimer olan kitozanla hazırlanan kompleks formlarının Hep 3B ve Hep G2 hepatosellüler karsinoma hücre hatlarındaki etkinliği ve hepatosellüler karsinoma tedavisindeki kullanılabilirliği in vitro olarak araştırmaktır.Gereç ve Yöntem: Hep 3B ve Hep G2 hepatosellüler karsinoma hücrelerinde mTOR geninin ekspresyonunu baskılayabilecek miR-7'nin etkin bir şekilde aktarılabilmesi için doğal kitozan polimerleri ile kompleksler hazırlanmıştır. Hazırlanan komplekslerin partikül boyutu ve yüzey yükü ölçülerek fizikokimyasal karakterizasyonları yapılmıştır. Taşıyıcı sistemlerin ise serum stabilitesi, sitotoksisitesi, transfeksiyon etkinliği, hepatosellüler karsinoma hücrelerinin migrasyonu üzerine etkisi değerlendirilmiştir.Bulgular: Farklı oranlarda kitozan kullanılarak hazırlanan kompleksler ile Hep 3B ve Hep G2 hepatosellüler karsinoma hücresine transfeksiyonu sağlanmıştır. Kitozan ile 1/1 ve 2/1 oranında hazırlanmış miR-7 tam kompleks oluşumu sağlamıştır.Sonuçlar: Çalışma sonucunda miR-7'nin kitozan kompleksleri ile hücrelere stabil olarak taşındığı, hücreye internalize olarak kanser hücrelerinde bozulan miRNA regülasyonunun tedavi edilmesi ile kanser hücrelerinin invazivliğini azalttığı gösterilmiştir.Anahtar Sözcükler: miR-7, hepatosellüler karsinoma, gen tedavisi, Hep 3B, Hep G2 Objective: The aim of this study is to investigate the properties of miR-7 which is downregulated expression in hepatocellular carcinoma and to investigate its efficacy in Hep 3B and Hep G2 hepatocellular carcinoma cell lines and its usefulness in hepatocellular carcinoma treatment in vitro.Material and Method: Complexes with natural chitosan polymers were prepared to efficiently transfer miR-7, which can suppress the expression of mTOR gene in Hep 3B and Hep G2 hepatocellular carcinoma cells. The particle size and surface charge of the prepared complexes were measured and physicochemical characterizations were made. The effects of carrier systems on serum stability, cytotoxicity, transfection efficiency, and migration of hepatocellular carcinoma cells were evaluated.Result: Transfection of Hep 3B and Hep G2 hepatocellular carcinoma cells was achieved with complexes prepared using chitosan in different ratios. MiR-7 prepared with chitosan in a ratio of 1/1 and 2/1 provided complete complex formation.Conclusion: As a result of this study, it was shown that miR-7 was transported to cells with chitosan complexes and decreased the invasiveness of cancer cells by treatment of miRNA regulation in cancer cells which were internalized to the cell.Key Words: miR-7, hepatocellular carcinoma, gene therapy, Hep 3B, Hep G2 84

Meme Kanseri Hücre Hatlarında Mammaglobin Gen Ekspresyonunun Kitozan/shRNA Nanopleksleri İle Baskılanmasına İlişkin İn Vitro ÇalışmalarÖğrencinin Adı : Aylin ÖZKANDanışmanı : Dr. Öğr. Üyesi Suna ÖZBAŞ TURANAnabilim Dalı : Farmasötik BiyoteknolojiAmaç: İnsan mammaglobin (hMAM), genellikle meme ve meme kanseri hücrelerinde eksprese edilen bir glikoproteindir. Meme spesifik hMAM’ın RNA interferans (RNAi) teknolojisi ile kısa saç tokası RNA (shRNA) kullanılarak baskılanması önemli bir gen tedavisi stratejisidir. Nükleaz degredasyonundan korunma ve hücreye giriş etkinliğini arttırmak için viral olmayan gen taşıyıcı sistem olarak kitozan; biyobozunur olması, toksik olmayışı ve katyonik yapısı sebebiyle sıklıkla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, hazırlanan kitozan/mammaglobin shRNA nanoplekslerin aracılığıyla hMAM geninin baskılanmasının in vitro olarak incelenmesi amaçlanmıştır.Gereç ve Yöntem: shRNA’nın spektrofotometrik ve elektroforetik kontrolleri yapılmıştır. Kitozan/shRNA nanoplekslerinin partikül boyutu, zeta potansiyel, jel elektroforez, serum stabilitesi ve TEM görüntüleme analizleri yapılmıştır. Hücre kültüründe; tranfeksiyon sonrası mammaglobin miktarı ELISA ile ölçülmüştür ve MTT sitotoksisite, BrdU proliferasyon ve invazyon testleri yapılmıştır.Bulgular: Tam nanopleks oluşumu gözlenmiştir, nanopleks boyutlarının ve zeta potansiyel değerlerinin uygun olduğu belirlenmiştir. Nanoplekslerin shRNA’yı degredasyondan koruduğu görülmüştür. MTT sonuçlarına göre sitotoksik etki saptanmamıştır. Mammaglobinin ve invazyonun baskılandığı görülmüştür.Sonuçlar: Başarılı bir nanopleks yapısının oluştuğu, kitozanın shRNA için uygun bir taşıyıcı sistem olduğu ve kitozan/shRNA nanoplekslerinin meme kanserinde mammaglobini baskıladığı gösterilmiştir.--------------------In vitro Studies on Inhibition of Mammaglobin Gene Expression with Chitosan/shRNA Nanoplexes in Breast Cancer Cell LinesStudent’s Name : Aylin ÖZKANSupervisor : Asst. Prof. Suna ÖZBAŞ TURANDepartment : Pharmaceutical BiotechnologyAim: Human mammaglobin (hMAM) is a glycoprotein and expression is limited to mammary gland and breast tumor cell lines. Suppression of breast specific hMAM using short hairpin RNA (shRNA) with RNA interference (RNAi) technology is an important gene therapy strategy. Nuclease degradation and poor cellular uptake limit the use of the molecule. Chitosan is one of most popular delivery system due to its biodegradability, non-toxicity and cationic structure. The aim of this study was to investigate the inhibition of hMAM gene in vitro conditions with chitosan/mammaglobin shRNA nanoplexes.Material and Method: Spectrophotometric and electrophoretic controls of shRNA were performed. Particle size, zeta potential, gel electrophoresis, serum stability and TEM imaging analyzes of chitosan/shRNA nanoplexes were carried out. In cell culture; the amount of mammaglobin after transfection was measured by ELISA and MTT cytotoxicity, BrdU proliferation and invasion tests were performed. Results: Fully nanoplexation at all ratios was observed. Appropriate particle size and zeta potential values of nanoplexes were obtained. Nanoplexes were observed to protect shRNA from degredation No cytotoxic effect was observed according to MTT results. It was observed that mammaglobin and invasion were suppressed.Conclusions: It has been shown that a successful complex structure is formed, chitosan is the safe and effective delivery system for shRNA and chitosan/shRNA nanoplexes suppress mammaglobin in breast cancer.

Kitozan/siRNA Nanopleksleri İle Mammaglobin Gen Ekspresyonunun Meme Kanseri Hücre Hatlarında Baskılanmasına İlişkin İn Vitro ÇalışmalarÖğrencinin Adı: Şadiye Burcu ÖzkavakDanışmanın Adı: Dr. Öğr. Üyesi Suna Özbaş TuranAnabilim Dalı: Famasötik Biyoteknoloji 1.ÖZETAMAÇ: Literatürde belirtilen verilere göre, insan mammaglobin geni (hMAM), meme kanserinde meme epitel dokularından salınan mRNA'nın yukarı regülasyonu ile ilişkili proteini kodlar. Çalışmalar hMAM'nın meme kanserinde en etkili belirteçlerden birisi olduğunu göstermiş olsa da, olayın mekanizmasıyla ilgili literatür verisi sınırlıdır.GEREÇ VE YÖNTEM: Bu çalışmada, hMAM genini susturmak için kitozan / mamaglobin siRNA nanopleksleri hazırlanmıştır. Biyobozunur, toksik olmayan, düşük maaliyetli ve katyonik bir polimer olması nedeniyle kitozan ile çalışılmıştır. Bu nanoplekslerin, mamaglobin gen ekspresyonunun baskılanması üzerindeki etkisi, meme kanseri hücre hattı olan MDA MB 4315 hücre hattı üzerinden incelenmiştir.BULGULAR: Nanopleksler, kitozan / siRNA'nın farklı oranlarında (20/1 ve 25/1) hazırlanmıştır. Komplekslerin ortalama büyüklüğü N / P oranına bağlı olarak 194,63 ± 15,13 ve 311,07 ± 7,30 nm arasında ölçülmüştür. Nanoplekslerin yüzey yükü zeta potansiyeli değerleri ise 17,66 ± 3,98 ile 18,77 ± 3,65 mV arasında pozitif bulunmuştur. Sitotoksisite çalışmaları komplekslerin sitotoksik olmadığını ve 48. saate kadar enzimatik degredasyona karşı stabil oldukları gözlenmiştir. SONUÇ: Tez kapsamında gerçekeştirilen çalışmalar; kitozan ile hazırlanan nanoplekslerin hMAM'a yönelik siRNA uygulanmasının, meme kanseri tedavisi için ümit verici yaklaşım olabileceği konusunda bilgi sağlamıştır.Anahtar kelimeler: Meme Kanseri, Mammaglobin, siRNA, Kitozan--------------------In Vıtro Studıes On Impressıon Of Chıtosan / sıRNA Nanoplexes and Mammaglobın Gene Expressıon In Breast Cancer Cell LınesStudent’s Name: Şadiye Burcu ÖzkavakSupervisor: Dr. Öğr. Üyesi Suna Özbaş TuranDepartment: Pharmaceutical Biotechnology2.SUMMARYPORPOSE: According to the data reported in the literature, the human mammaglobin gene (hMAM) encodes the protein associated with upregulation of mRNA released from breast epithelial tissues in breast cancer. In studies have shown that hMAM is one of the most effective markers in breast cancer, the literature on the mechanism of the event is limited.METHOD: Chitosan / mammaglobin siRNA nanoplexes were prepared to silence the hMAM gene. chitosan was chosen for this study as it is biodegradable, non-toxic, low cost and cationic polymer. The effect of these nanoplexes on the suppression of mammaglobin gene expression was examined through the MDA MB 435 cell line, the breast cancer cell line.RESULTS: Nanoplexes were prepared at different ratios (20/1 and 25/1) of the chitosan / siRNA. The average size of the complexes was measured between 194.63 ± 15.13 and 311.07 ± 7.30 nm. Zeta potential values of nanoplexes surface load were found to be positive between 17.66 ± 3.98 and 18.77 ± 3.65 mV. Cytotoxicity studies showed that the complexes were not cytotoxic and were stable to enzymatic degradation up to 48 hours. CONCLUSİON: Studies carried out within the scope of this thesis provided information that the application of siRNA for hMAM to nanoplexes prepared with chitosan may be a promising approach for the treatment of breast cancer.Keywords: Breast cancer, mammaglobin, siRNA, chitosan

Doku Mühendisliği Uygulamaları İçin Kitozan-Aljinat-Protamin İçeren Destek Yapıların Hazırlanması ve KarakterizasyonuÖğrencinin Adı: Aydan SirkeciDanışmanı: Yrd. Doç. Dr. Suna Özbaş TuranAnabilim Dalı: Farmasötik Biyoteknoloji1. ÖZETAmaç: Doku mühendisliğinde ve/veya hücresel tedavide kullanılabilirliğinin araştırılması için biyolojik olarak parçalanabilen doğal polimerlerden kitozan, aljinat ve protaminin ikili ve/veya üçlü kombinasyonlarının kullanıldığı biyomateryal destek yapıların hazırlanması ve karakterize edilmesi ve karakterize edilen biyomateryal destek yapıların in vitro hücre kültüründe, hücre adsorbsiyonu, proliferasyonu ve farklılaşması üzerine etkileri araştırılmasıdır.Gereç ve Yöntem: Kitozan, aljinat, protamin, PBS, asetik asit, mezenkimal kök hücre (MSC), kök hücre besiyeri, ve MTT kiti kullanılmıştır.Biyolojik olarak parçalanabilen doğal polimerlerden kitozan, aljinat ve protaminin ikili ve/veya üçlü kombinasyonları kullanılarak biyomateryal destek yapılar hazırlanmıştır. Hazırlanan biyomateryal destek yapıların karakterizasyonu ve hücre üzerinde etkisi incelenmiştir.Bulgular: Hazırlanan destek yapıların başarılı şekilde oluştuğu gözlenmiştir. Destek yapıların in vitro özellikleri incelenmiş ve farklı formülasyonları değerlendirilmiştir.Sonuçlar: Farklı formülasyonlarda hazırlanan destek yapıların doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere elverişli olduğu ve hücre çoğalmasında etkili olduğu gözlemlenmiştir.Anahtar Sözcükler: Aljinat, kitozan, protamin, destek yapı, mezenkimal kök hücre Preparation and Characterization of Scaffolds include Chitosan, Alginate and ProtamineStudent's Name : Aydan SirkeciSupervisor: Yrd. Doç. Dr. Suna Özbaş TuranDepartment: Pharmaceutical Biotechnology2. ABSTRACTAim: Biodegradable natural polymers included chitosan, alginate, and protamine were used and their binary and / or ternary combinations were prepared and characterized for making a scaffold to availability of cell therapy and/or tissue engineering and also characterized scaffold was investigated the effects on cell proliferation and differentiation in vitro cell cultures.Material and Methods: Chitosan, alginate, protamine, PBS, asetik asit, , mesenchymal stem cell (MSC), stem cell medium and MTT were used. Biodegradable natural polymers included chitosan, alginate, and protamine were used and their binary and / or ternary combinations were prepared for making a scaffold. Prepared scaffolds were characterized and investigated the effect on cells. Results: The prepared scaffolds has been observed that successfully formed. Different formulations of scaffolds have been examined and evaluated for in vitro properties.Conclusion: Prepared scaffolds in different formulations are suitable for use in tissue engineering applications and has been found to be effective in cell proliferation.Key Words: Alginate, chitosan, protamine, scaffold, mesenchymal stem cell 209

1.ÖZETGen tedavisi, genetik defektlerin düzeltilmesi amacıyla genetik materyalin aktarımı ve hatalı veya fazla çalışan genlerin susturulması olarak da tanımlanan multidisipliner bir çalışma alanıdır. Anjiogenez tümör gelişiminde önemli bir basamaktır. Dolayısıyla anjiogenezi susturmak, gen tedavisinde etkili bir yaklaşımdır. Son yıllarda, gen ekspresyonunun inhibisyonu, kısaca RNAi (RNA interferans), başta kanser olmak üzere birçok önemli hastalıkların tedavisinde geleneksel tedavilere alternatif olarak araştırılmaktadır. Ancak shRNA ile tedavide, en önemli sorun bu moleküllere karşı hücre membranı permeabilitesinin zayıf olmasıdır. Bu amaçla çalışmamızda, anjiogenik bir protein olan VEGF’in inhibisyonu için pozitif yüklü, doğal ve biyouyumlu bir polimer olan kitozan ve peptid yapıda protamin ile hazırlanan kompleks ve nanopartikül formülasyonlarının shRNA taşıyıcı potansiyeli araştırılmıştır. VEGF-A shRNA içeren kitozan, protamin ve kitozan/protamin kompleksleri ile kitozan/TPP nanopartikül formülasyonları hazırlanmış ve in vitro karakterizasyonları yapılmıştır. Komplekslerin ve nanopartiküllerin HEK293, HeLa ve MCF-7 hücre hatlarında in vitro transfeksiyon etkinliği ve gen inhibisyonu özellikleri incelenmiştir. Kullanılan polimerler ile ortalama 299nm, 253nm, 338nm boyutlarında ve +8-28mV, -12-9mV, +8-21mV yük değerinde kitozan/shRNA, protamin/shRNA ve kitozan/protamin/shRNA kompleksleri elde edilmiştir. Ayrıca 280nm boyutunda ve 8-21mV yük değerinde shRNA içeren kitozan/TPP nanopartikülleri hazırlanmıştır. Taşıyıcı sistemler, VEGF-A shRNA’yı serum ve nükleaz degredasyonuna karşı korumuştur. Nanopartikül formülasyonları ile uzun süreli kontrollü bir salım profili elde edilmiştir. Taşıyıcı sistemler ile in vitro transfeksiyon çalışmalarında maximum VEGF-A gen inhibisyonu 1/2/1 kitozan/protamin/shRNA kompleksleriyle HEK293 hücrelerinde sağlanmıştır (%98; HEK293>HeLa>MCF-7). Kompleksler (kitozan/protamin/shRNA> protamin/shRNA > kitozan/shRNA) ile nanopartiküllere (≈%50) kıyasla daha yüksek düzeyde VEGF gen inhibisyonu elde edilmiştir. Sonuç olarak kitozan ve protamin esaslı taşıyıcı sistemler ile VEGF-A shRNA’nın formülasyonu ve etkin bir gen transferi mümkündür. Elde edilen veriler, RNAi teknolojisinde, VEGF-A shRNA stabilitesi ve transferi çalışmalarına önemli ölçüde katkıda bulunacak niteliktedir.Anahtar Kelimeler; RNAi, kitozan, protamin, nanopleks, nanopartikül2.SUMMARYIN VITRO STUDIES ON THE SILENCING OF THE VASCULAR ENDOTHELIAL GROWTH FACTOR GENE Gene therapy is a multidiciplinary area with the purpose of transfering genetic material, inhibiting defective or amplified genes for the correction of genetic defects. Angiogenesis is an important step in the development of tumor. Therefore, inhibiting angiogenesis is an effective approach in gene therapy. In recent years, the inhibition of the gene expression, in other words RNAi (RNA inteference) is heavily researched as an alternative to the traditional treatments of many important diseases including cancer. However, the most important problem in shRNA therapy is that these molecules against the cell membrane permeability weak. For this purpose in our thesis study, for the inhibition of VEGF which is an angiogenic protein; the complex which is prepared with positive charged, natural and biocompatible polymer chitosan and protamin which is a peptide and the potential of nanoparticle formulations with shRNA carrier were investigated. The chitosan/TPP nanoparticles formulations are prepared with chitosan containing VEGF-A shRNA, protamine and chitosan/protamine complexes, and in vitro characterization is done. In vitro transfection efficiency and gene inhibition properties of complexes and nanoparticles are analyzed in HEK293, HeLa and MCF-7 cell lines.With the used polymers, averagely 299nm, 253nm, 338nm sized and 8-28mV, -12-9 mV, 8-21mV surface charged chitosan/shRNA, protamin/shRNA and chitosan/protamin/shRNA complexes are obtained. Furthermore, 280 nm sized and 8-21 surface charged shRNA containing chitosan/TPP nanoparticles were prepared. The carrier systems protected VEGF-A shRNA against serum and nuclease degradation. A long term controlled release profile has been obtained with the nanoparticle formulations. With carrier systems, In in vitro transfection studies the most highest VEGF-A gene inhibition was obtained with 1/2/1 chitosan/protamine/shRNA complexes in HEK293 cell line (%98, HEK293>HeLa>MCF-7). We obtained more higher VEGF gene inhibition compared with complexes (chitosan/protamine/shRNA> protamine/shRNA>chitosan/shRNA) and nanoparticles(≈%50). As a result, with chitosan and/or protamin-based carrier systems, formulation of VEGF-A shRNA and effective gene transfer can be possible. The data obtained have the quality to provide significant contribution to VEGF-A shRNA stability and transfer studies in the RNAi technology.Key Words; RNAi, chitosan, protamin, nanoplex, nanoparticle