Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
7 results
Search Results
Now showing 1 - 7 of 7
Doctoral Thesis Magnetic Manipulation of Cells for Tissue Engineering and Diagnostic Applications(01. Izmir Institute of Technology, 2025) Özkan, İlayda; Özçivici, EnginBu tez kapsamında, negatif magnetoferez prensibine dayalı manyetik levitasyon tekniği, iki farklı yaklaşım için kullanılmıştır. İlk olarak, manyetik levitasyon sistemi, doku iskelesiz üç boyutlu doku modelleri oluşturmak için bir biyofabrikasyon yöntemi olarak kullanılmıştır. İlk yaklaşımda, in vivo dokuyu daha iyi taklit edebilen, üç boyutlu heterojen küresel modeller geliştirmek ve iyileştirmek amaçlanmıştır. Tek halka mıknatıs tabanlı levitasyon sisteminde çeşitli konfigürasyonlarda heterojen meme kanseri küreleri elde edilmiştir. İki farklı hücre tipinin lokalizasyonunda sferoid yapı içerisindeki farklı hücre yükleme parametrelerinin etkisi incelenmiştir. Ek olarak, hücre dışı matriks birikimini artırarak, manyetik levitasyon ile oluşturulan doku iskelesiz sferoid modellerin in vivo yapıyı taklit edebilme kapasitesini artırmak için makromoleküler kalabalıklaştırma yöntemi entegre edilmiştir. İkinci olarak, nörogelişimsel bozukluklarda teşhis amaçlı olarak manyetik levitasyonun kullanımı araştırılmıştır. Araştırmada, sağlıklı bireylerden ve nörogelişimsel bozukluğu olan bireylerden elde edilen fibroblastlar, sinir progenitör hücreleri ve indüklenmiş pluripotent kök hücreler arasındaki farkı belirlemek amacıyla hücrelerin özkütle profilleri analiz edilmiştir. Ayrıca, farklı tipte lizozomal depo hastalıklarının hücre özkütlesi üzerindeki etkisi fare modellerinden izole edilen primer nöroglial hücreler kullanılarak incelenmiştir. Bu tezde, hem doku mühendisliği uygulamaları hem de hücre bazlı tanı çalışmalarında hızlı, maliyet etkin ve güvenli bir yöntem olarak manyetik levitasyon tekniğinin potansiyeli gösterilmiştir.Doctoral Thesis Hazard Assesment and Reduction of Nanomaterials(01. Izmir Institute of Technology, 2025) Dincay, Selin Çeşmeli; Karakuş, Ceyda ÖkselDemir oksit NP`ler çeşitli alanlardaki, özellikle tanı ve tedavi uygulamaları, kullanımları sayesinde biyomedikal araştırmalarda popüler hale gelmiştir. Ancak, yüzey kaplamasız demir oksit NP`ler toksik etkiler gösterebilmektedir. Bu nedenle, bu NP`lerin biyouyumluluklarını optimize ederken işlevselliklerini koruma konusu büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada, işlevselleştirilmiş demir oksit NP`lerin sentezi, karakterizasyonu ve hem in vitro hem de in vivo toksisite değerlendirmeleri yapılarak, tıbbi alandaki güvenli kullanımlarını desteklemek amaçlanmıştır. Bu amaçla, çıplak, dekstran-kaplı, askorbik asit-kaplı ve oleik asit-kaplı olmak üzere dört tip demir oksit NP üretilmiş ve Taramalı Elektron Mikroskopi (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskopi (TEM), X ışını difraksiyonu (XRD) ve Fourier-dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) gibi yöntemler kullanılarak kimyasal ve yapısal bütünlükleri doğrulanmıştır. Çalışmanın sonuçları, IONP'lerin yüzeyini değiştirmek için kullanılan kaplama malzemelerinin hücreler ve partiküller arasındaki etkileşimleri önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. 2 boyutlu (2B) hücre kültürleri, farklılaşmış monolayerler ve sferoidlerde farklı hücreler (HepG2, CaCo-2 ve HEK293) kullanılarak yapılan sitotoksisite çalışmalarına (WST-1, resazurin ve Annexin V) göre dekstran- ve askorbik asit-kaplı IONP`lerin biyoaktivitesi yüzey kaplamasız NP`lere kıyasla önemli ölçüde artırmıştır. Bu çalışmanın bulguları, biyomedikal uygulamalar için daha güvenli ve etkili NP`ler geliştirilmesinde yüzey işlevselleştirmenin kritik bir öneme sahip olduğunu vurgulamaktadır. Sonuç olarak, bu tez, IONParaştırmalarını içeren literatüre katkıda bulunmakta ve öne çıkan tanı ve tedavi yöntemlerinde kullanılmak üzere ileri düzey NP`lerin oluşturulmasına yardımcı olabilecek değerli bilgiler sağlamaktadır.Doctoral Thesis Engineering a Novel Cyp119 With High Biocatalytic Efficiency by Optimization of Protein Interactions and Electron Transfer(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Kakımova, Akbota; Eraltuğ, Nur Başak Sürmeli; Güven, SinanSitokrom P450 enzimleri, birçok biyoteknolojik uygulama için mükemmel bir seçimdir. P450 sistemlerinin daha geniş uygulamalarını sınırlayan çeşitli zaafları vardır; redoks partner proteinleri yoluyla NAD(P)H'den elektron transferine duyulan ihtiyaç nedeniyle bu sistemlerin karmaşıklığı, NAD(P)H oksidasyonu ile ürün oluşumu arasındaki kopukluk gibi. Yüksek aktiviteye sahip rekombinant P450 enzim sistemleri, optimum redoks partnerleri seçilerek, bölgeye yönelik mutajenez kullanılarak veya farklı redoks ortakları denenerek elde edilebilir. P450'ler arasında ısıya dayanıklı asidotermofilik Sulfolobus acidocaldarius arkesinden elde edilen CYP119 enziminin biyokatalizör olarak potansiyeli yüksektir. Bu çalışmada, elektron transfer partneri, putidaredoxin (Pdx) ve termofilik CYP119 enzimi arasındaki protein-protein etkileşim incelenmiş ve rasyonel tasarımla elektron transfer verimliliği iyileştirilmiştir. On dört çeşit mutantlar tasarımı, PyRosetta Yazılımı kullanılarak, Rosie Docking Server ile docking yapıldı. Elde edilen sonuçlara göre, deneysel işlemler için N34E, D77R, N34E-D77R mutasyonları seçildi. CYP119 ve N34E, N34E-D77R ve D77R mutantların laurık asitle bağlanmasının ayrışma sabitleri (Kd) fark spektroskopisi ile 19 µM, 35 µM, 23 µM ve 87 µM olarak belirlendi. CYP119 için Pdx bağlanmasına ilişkin literaturde bildirilen Kd değeri 2100 µM. CYP119 ve N34E, N34E-D77R ve D77R mutantların Pdx ile bağlanmasının fark spektroskopisi ayrışma sabitleri ise 2440 µM, 112 µM, 200 µM ve 797 µM değerleri olarak gözlemledi. Böylece N34E mutasyonunda elektron transfer hızı 21 kat, N34E-D77R mutasyonunda ise 12 kat artıyor. D77R mutasyonu Koo (2002) tarafından önerildigi gibi bağlanmada yaklaşık 4 kat artışı doğruladı. Bu sonuçlar N34E ve N34E-D77R mutasyonlarının Pdx'e daha yüksek afiniteyle bağlandığına dair doğrudan kanıt sağlar. Bu CYP119-Pdx-PdR sisteminde elektron transfer hızında artış sağlar.Doctoral Thesis Preparation of Vaccine Formulations for Melanoma Using Potent Adjuvant Candidate Astragaloside Vii and Investigation of Anti-Tumor Activities of Formulations in Mouse Cancer Models(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Özefe, Nilgün Yakuboğulları; Bedir, Erdal; Sağ, DuyguKanser, genomdaki nokta mutasyonların birikmesi sonucu ortaya çıkan ve yapısal değişikliklerle ilerleyen bir hastalıktır. Kanser immünoterapisinin ana kategorilerinden biri, vücudun kansere karşı kendi bağışıklık sistemini harekete geçiren kanser aşısıdır. Geleneksel tedaviler güvenlik sorunları ve bağışıklık sisteminin uygun olmayan modülasyonu nedenleriyle etkili olmadığından, nanotıp temelli yaklaşımların uygulanması bu sorunların çözümü için bir potansiyel oluşturmaktadır. Bir taşıyıcı malzeme içinde immünostimülatör ajanların/adjuvanların formülasyonları, hedef hücreler tarafından alımı sağlar, sistemik etkiyi değiştirir, güvenli bir profil sağlar ve immünoterapötiklerin terapötik etkinliğini arttırır. Bu bakış açısıyla bu tez kapsamında, Astragalus polisakkariti temelli bir nanotaşıyıcıya MPLA/Astragaloside-VII entegre edilerek yeni bir adjuvan sistemi (MA-NP) tasarlanmış ve geliştirilmiştir. MA-NP'nin in vitro ve in vivo immünomodülatör özellikleri ve ardından iki fare melanoma modelinde profilaktik ve terapötik etkinliği araştırılmıştır. Biyouyumlu, 20-50 nm boyutunda, negatif yüklü, dendritik hücreler tarafından etkin bir şekilde alınabilen MA-NP başarılı bir şekilde üretilmiştir. Çoklu peptitler ile formülize edilen MA-NP, doğal ve kazanılmış bağışıklık hücreleri aktive etmiş, öncelikli olarak merkezi bellek CD8+ T hücre yanıtı gösteren antijen spesifik sitotoksik T hücre popülasyonunu arttırmış, fonksiyonel IFN-+CD8+ T hücrelerini indüklemiş, tümör içi CD4+, CD8+ T hücre, dendritik hücre ve M1 makrofajlarını arttırmış ve güçlü bir şekilde tümör büyümesini inhibe etmiştir. Ayrıca MA-NP ile oluşturulan nanoaşı, anti-PD1 antikorları ile birlikte farelere uygulandığında yerleşik B16-F10 tümörlerini ortadan kaldırmıştır. Bu bulgular, kanser aşılarında kullanılabilecek yeni bir saponin temelli adjuvan sistemini ve kanser immünoterapi yaklaşımını geliştirmek için umut verici bir kombine terapiyi ortaya koymaktadır.Doctoral Thesis Identification of Microbiota Profile Using Different Molecular Methods, and Investigation of Interactions Between Microbiota, Host Genetics and Host Metabolism(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Bozkurt, Berkay; Sezgin, EfeMikrobiyota profilinin, konakçı genetiği ve metabolizması ile olan etkileşimleri ile anlaşılması, konak fizyolojisini anlamak ve hedefe yönelik tedaviler oluşturmak için kritik öneme sahiptir. Birçok farklı türde bakteri ve mantar türünden oluşan bağırsak mikrobiyotası, besinlerin emilimi, bağışıklık fonksiyonu ve metabolik düzenleme için gereklidir. Bu çalışmada, model organizma Drosophila melanogaster'in bağırsağında yer alan mikrobiyal türler NGS, qPCR ve LAMP moleküler yöntemleri kullanılarak tanımlandı ve miktarları belirlendi. Özellikle A. pomorum ve L. brevis oldukça yaygındı ve konakçı lipit metabolizması ile negatif yönde anlamlı korelasyon gösterdi (sırasıyla p <0.001 ve p <0.01). Ayrıca bakteriyel mikrobiyotaya katkıda bulunan, öncelikle Ascomycota ve Basidiomycota filumlarından oluşan bir mantar mikrobiyotası keşfedildi. İlginç bir şekilde, M. restricta'nın varlığı, trigliserit seviyesi ile negatif bir korelasyon gösterdi (p=9.4e-05), bu da mantarların metabolizmadaki eşsiz rollerini vurgulamaktadır. GWAS, mikrobiyota kompozisyonunu ve metabolik profilleri etkileyen konakçı genetik varyantlarını keşfetmek için kullanıldı. Bağırsak bariyer bütünlüğü ve immün aracılı sinyalleme için gerekli olan pyd ve Myd88 gibi önemli genler ortaya çıkarıldı. Modern moleküler yöntemler ile genetik analizleri birleştiren araştırmamız, mikrobiyota kompozisyonunu ortaya koyan, metabolik sağlığı ve hastalık yönetimini iyileştirmeyi amaçlayan kişiselleştirilmiş tedavilerin geliştirilmesine katkıda bulunabilir. Ayrıca bu çalışmada LAMP, çok küçük Drosophila bağırsak örneklerinden elde edilen DNA'da bulunan mikrobiyal türlerin amplifikasyonunu yüksek hassasiyetle başarıyla gerçekleştirdi. Bu nedenle LAMP, zaman ve teknik gereksinimleri en aza indirerek mikrobiyota ile ilgili teşhisleri kolaylaştırabilir, çeşitli türler ve numune türleri genelinde mikrobiyota araştırmalarında geniş uygulanabilirliği ile tespit stratejilerini basitleştirebilir.Doctoral Thesis Development of Optical Sensor Platforms for Exosome Detection(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Sözmen, Alper Baran; Yıldız, Ahu Arslan; Akan, PınarBu tez, eksozom tespiti için optik sensör platformlarının kullanılması yoluyla kanserin erken teşhisi ve izlenmesi için yeni bir yaklaşım önermektedir. Kanser prognozu, teşhisi ve izlenmesine yönelik mevcut teknolojiler, özellikle erken evrelerdeki etkinlikleri ve invazivlikleri açısından önemli sınırlamalarla karşı karşıyadır. Bu zorlukların üstesinden gelmek için bu çalışma, iyi tanımlanmış membran protein profili nedeniyle Küçük Hücreli Dışı Akciğer Kanserine (NSCLC) vurgu yaparak, kanserli ekzozomal membran proteinlerini tespit edebilen gelecekteki sıvı biyopsi uygulamaları için biyosensör platformları geliştirmeye odaklanmaktadır. Araştırma, lokalize yüzey plazmon rezonansı (LSPR) ve manyetik kaldırma (MagLev) prensiplerini kullanan iki optik biyosensör platformunun üretimini, optimizasyonunu ve karakterizasyonunu içermektedir. Biyosensör platformları başlangıçta bir model protein olan Bovine Serum Albumin (BSA) ve sonrasında EpCAM, CD151 ve CD81 Eksozomal Membran Proteinleri (ExoMP'ler) ile test edilmiştir. Bu Sırasıyla eksozomal kanser biyobelirteçleri, eksozomal NSCLC biyobelirteçleri ve eksozomal biyobelirteçler olarak yaygın şekilde kullanıldıkları için bu ExoMP'ler hedef olarak seçilmiştir. A549 NSCLC ve MRC5 sağlıklı akciğer fibroblast hücre hatları, geliştirilen optik biyosensör platformlarının eksozom algılama, tanıma ve miktar belirleme yeteneklerini analiz etmek için in-vitro eksozom kaynakları olarak kullanılmıştır. Her iki platform da kanserden türetilen eksozomları sağlıklı eksozomlardan istatistiksel anlamlılıkla başarılı bir şekilde ayırt edebilmiştir. Genel olarak, bu araştırma, sıvı biyopsi teknikleri yoluyla erken teşhis ve izleme için umut verici bir yaklaşım sağlayarak kanser teşhisi ve kişiselleştirilmiş tıbbın ilerlemesine katkıda bulunmaktadır. Geliştirilen platformlar, daha fazla geliştirme ve araştırma ile kanser prognozu ve teşhisine katkıda bulunma potansiyeline sahiptir.Doctoral Thesis Development of Computational Models To Predict the Toxicity of Advanced Materials(01. Izmir Institute of Technology, 2023) Bilgi, Eyüp; Karakuş, Ceyda Öksel; Bedir, ErdalThe aim of this study is to harness computational power to enhance existing knowledge on NM safety and to optimize the use of existing nanotoxicity data. The primary goal is to support the safe(r)-by-design concept, necessitating early integration of safety considerations into NM design through structural manipulation strategies. This thesis focuses on three case studies: zinc oxide, silver, and gold NP, using data manually collected from the literature. Analyses with zinc oxide and silver NP revealed a correlation between their toxicity and both internal (intrinsic properties, size, shape, surface charge) and external (cell and analysis-related properties) factors. For zinc oxide, it was found that coating had significant influence on cell viability, with a critical threshold identified at 20 µg/ml concentration and 10 nm size. Similarly, for silver NPs, concentration, size, and exposure time were significant factors. Coating with organic macromolecules increased cell viability, whereas green-synthesized NPs (using bacteria, plant extracts, algae) decreased it. The gold NP study highlighted that ensemble methods were more effective in elucidating complex relationships, with cellular uptake linked to particle size, zeta potential, concentration, and exposure time. Overall, this thesis contributes to safer-by-design strategies, crucial for developing commercially viable and safe NMs. The findings advocate for a broader toxicity evaluation approach, considering various physicochemical aspects and experimental procedures. The complex interactions observed suggest that advanced algorithms are necessary for accurate modeling, supporting the optimization of experimental parameters in NP engineering for biomedical applications.