Development of neutrophil elastase responsive G-quadruplex ligand
| dc.authorid | 0009-0003-1165-6099 | |
| dc.contributor.advisor | Çakmak, Sündüs Erbaş | |
| dc.contributor.author | Girgin, Filiz | |
| dc.date.accessioned | 2026-08-14T08:40:28Z | |
| dc.date.available | 2026-08-14T08:40:28Z | |
| dc.date.issued | 2026 | |
| dc.date.submitted | 2026 | |
| dc.department | NEÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı | |
| dc.description | Yüksek Lisans Tez, | |
| dc.description.abstract | Geleneksel kemoterapötik ajanların klinik uygulaması sıklıkla hedef dışı sistemik toksisite nedeniyle sınırlandırılmaktadır. G-kuadrupleks (G4) yapıları nükleik asitlerin guanince zengin bölgelerinde Hoosteen Hidrojen bağı ve istiflenme ile oluşan yapılardır ve bu yapıları kararlı hale getirerek bileşikler proto-onkogenler başta olmak üzere gen anlatımını düzenleyebildiği için terapötik potansiyele sahiptir. Fakat, insan genomunda 700 binden fazla G4 yapısının bulunması G4-ligandlarının translasyonel çalışmalarını kısıtlamaktadır. Bu temel kısıtlamayı aşmak amacıyla, enzime duyarlı, kafesli yeni bir Gkuadrupleks ligandı olan GQ1, hedefe yönelik bir antikanser ajanı olarak rasyonel bir şekilde tasarlanmış, sentezlenmiş ve biyolojik olarak değerlendirilmiştir. Bu ön ilaç (prodrug) stratejisi, aktif bir G4-stabilize edici farmakoforu seçici olarak serbest bırakmak için tümör mikroçevresindeki nötrofil elastaz (NE) enziminin artmış aktivitesinden faydalanmaktadır. NE eksprese eden insan monositik lösemi (THP-1) hücreleri, NE eksprese etmeyen insan akciğer adenokarsinomu (A549) hücreleri ve sağlıklı endotel (HUVEC) hücrelerini içeren bir hücre hattı panelinde in vitro değerlendirmeler gerçekleştirilmiştir. Western blot analizi kullanılarak yapılan analizler NE enziminin THP-1 hücrelerinde daha fazla olduğunu gösterilmiştir. Hedef THP1 hücresine 24 saat boyunca ligand uygulaması yapıldığında, EGFR, MMP9, ELANE ve BCL2 dâhil olmak üzere temel onkojenik ve metastatik genlerin transkripsiyonunu önemli ölçüde aşağı regüle etmiş; ancak CMYC ekspresyonunun değişmemesiyle de gösterildiği üzere genel bir transkripsiyonel susturmaya yol açmamıştır. Ek olarak, NE inhibitörü olan sivelestat ile gerçekleştirilen deneylerde ligandın etkisinin enzim inhibitörü tarafından baskılandığı gösterilmiş olup, bu sonuç ligand aktivasyonun NE'ye bağımlılığını doğrulamaktadır. THP1 nötrofil hücresi ve akciğer kanser hücrelerinin beraber kültürlenerek gerçekleştirilen ortak kültür yara iyileşmesi (wound-healing) deneyinde, Gkuadrupleks ligandının bu tümör mikroçevresinde önemli anti-metastatik potansiyeli ortaya konmuştur. 24 saat içinde hücre göçü yaklaşık %48 oranında azaltılmıştır. Özetle bu bulgular, literatürde ilk kez NE enzimi ile aktifleşir ön-ilaç yapısındaki G4 ligandının onkogen baskılama ve antimetastatik terapötik etkisini ortaya koymaktadır ve hedefli anti-kanser yaklaşımları için umut verici bir paradigma sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: G-dörtlüsü, nötrofil elastaz, ön-ilaç, BODIPY, hedefe yönelik tedavi, kanser, tümör mikroçevresi | |
| dc.description.abstract | The clinical application of traditional chemotherapeutic agents is often limited due to off-target systemic toxicity. G-quadruplex (G4) structures are formations in guanine-rich regions of nucleic acids created through Hoogsteen hydrogen bonding and stacking, and they have therapeutic potential because compounds that stabilize these structures can regulate gene expression, particularly of proto-oncogenes. However, the presence of more than 700,000 G4 structures in the human genome limits translational studies of G4 ligands. To overcome this fundamental limitation, GQ1, a cage-like, enzyme-sensitive new Gquadruplex ligand, was rationally designed, synthesized, and biologically evaluated as a targeted anticancer agent. This prodrug strategy exploits the increased activity of neutrophil elastase (NE) in the tumor microenvironment to selectively release an active G4-stabilizing pharmacophore. In vitro evaluations were conducted in a cell line panel consisting of human monocyte leukemia (THP-1) cells expressing NE, human lung adenocarcinoma (A549) cells not expressing NE, and healthy endothelial (HUVEC) cells. Analyses using Western blot demonstrated that NE enzyme is higher in THP-1 cells. When the target THP-1 cells were treated with the ligand for 24 hours, it significantly downregulated the transcription of key oncogenic and metastatic genes, including EGFR, MMP9, ELANE, and BCL2; however, it did not lead to a general transcriptional suppression, as evidenced by the unchanged expression of CMYC. Additionally, in experiments conducted with sivelestat, an NE inhibitor, it was shown that the effect of the ligand is suppressed by the enzyme inhibitor, and this result confirms the dependence of ligand activation on NE. In a co-culture wound-healing experiment conducted by co-culturing THP1 neutrophil cells and lung cancer cells, the G-quadruplex ligand displayed a significant anti-metastatic potential in this tumor microenvironment. Cell migration was reduced by approximately 48% within 24 hours. In summary, these findings demonstrate for the first time in the literature that the G4 ligand, in a prodrug structure activated by the NE enzyme, exhibits oncogene-suppressing and antimetastatic therapeutic effects and provides a promising paradigm for targeted anti-cancer approaches. Keywords: G-quadruplex, neutrophil elastase, pro-drug, BODIPY, targeted therapy, tumour microenvironment | |
| dc.identifier.citation | Girgin, F. (2026). Development of neutrophil elastase responsive G-quadruplex ligand. (Yayınlanmamış yüksek lisans tezi). Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı, Konya. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.12452/20307 | |
| dc.identifier.yoktezid | 1017898 | |
| dc.language.iso | tr | |
| dc.publisher | Necmettin Erbakan Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü | |
| dc.relation.publicationcategory | Tez | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/embargoedAccess | |
| dc.subject | G-dörtlüsü | |
| dc.subject | nötrofil elastaz | |
| dc.subject | ön-ilaç | |
| dc.subject | BODIPY | |
| dc.subject | hedefe yönelik tedavi | |
| dc.subject | kanser | |
| dc.subject | tümör mikroçevresi | |
| dc.subject | G-quadruplex | |
| dc.subject | neutrophil elastase | |
| dc.subject | pro-drug | |
| dc.subject | BODIPY | |
| dc.subject | targeted therapy | |
| dc.subject | tumour microenvironment | |
| dc.title | Development of neutrophil elastase responsive G-quadruplex ligand | |
| dc.title.alternative | Nötrofil elastaz duyarlı G-kuadrupleks ligandının geliştirilmesi | |
| dc.type | Master Thesis |
