Microfluidic chip-based systems for monitoring cancer therapy

Tümör mikro çevresinde, kanser hücreleri bir dizi sıvı kesme gerilimine (SKG) maruz kalır; bununla birlikte, mevcut in vitro üç boyutlu (3D) modellerin, biyofiziksel uyaranların kanser mekanizması ve kemorezistans üzerindeki etkisini dinamik bir şekilde araştırmak için sınırlamaları vardır. Son birkaç on yılda, mekanik kuvvetlerin biyolojik önemini keşfetmeye yönelik hayati talep, birkaç yenilikçi yaklaşımın geliştirilmesine yol açmıştır. Bu yaklaşımlardan biri de mikroakışkan sistemlerin kanser çalışmalarına entegrasyonudur. Mikroakışkan çiplerin kullanımı, manipülasyon kolaylığı, yüksek verim, daha az malzeme/reaktif tüketimi ve düşük maliyet sundukları için artan ilgi görmüştür. Öte yandan araştırmalar, tümör kaynaklı ekstraselüler veziküllerin (EV'ler), taşıdıkları nano ve mikron boyutlu veziküller aracılığıyla kanserin gelişimini ve yayılmasını sağlamak için lokal ve sistemik ortamı düzenlediğini açıkça belirtmektedir. Bu tezde meme kanseri hücreleri (MCF-7) model bir kanser sistemi olarak kullanılmış ve daha dinamik bir ortam sergileyerek tümör mikroçevresini taklit etmek için ipek fibroin kaplı mikroakışkan sistemler aracılığıyla kültürlenmektedirler. Eşzamanlı olarak, akış koşullarının etkisini anlamak için MCF-7 hücrelerinin geleneksel statik kültürü de bir kontrol grubu olarak kullanılır. Sıvı kesme geriliminin (SKG) gen ekspresyonu üzerindeki etkileri—özellikle MCF-7 hücrelerinde yüksek oranda eksprese edilen EpCAM ve CK-18 genleri—hücre kültürleme işleminin sonunda incelenmiştir. Ek olarak, SKG sırasında kanser hücrelerinin antikanser ilaçlara karşı herhangi bir direnç geliştirip geliştirmediği araştırılmıştır. Bu bağlamda, hücreler dinamik (mikroakışkan sistem) ve statik (doku kültürü şişesi) kültür koşullarında doksorubisin veya dosetaksel (antikanser ilaçları) ile tedavi edilir. Antikanser tedavisi tamamlandıktan sonra Çoklu İlaç Direnci 1 (MDR1) ve Meme Kanseri Direnci Proteini (BCRP) genlerinin ekspresyon seviyeleri değerlendirildi. Bu çalışmanın son adımı, antikanser ilaç tedavisinin varlığı ve yokluğu ile EV'lerin hem statik hem de dinamik koşullardan izolasyonuna ve analizine dayanmaktadır. EV'nin faydası, tedavi etkinliğinin gerçek zamanlı izlenmesi için kasıtlı bir biçimde biyobelirteçler olarak değerlendirilmiştir.