99MTC ile radyoişaretli dosetaksel ve metotreksat yüklü polimerik nanosistemin kanser hücreleri üzerinde in vitro etkinliğinin araştırılması
Investigation of the in vitro efficacy of 99 MTC radiolabeled polymeric nanosystem loaded with docetaxel and methotrexate on cancer cells
- Tez No: 1017280
- Danışmanlar: PROF. DR. SERAP TEKSÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Radyoloji ve Nükleer Tıp, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Kimya, Radiology and Nuclear Medicine, Polymer Science and Technology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nükleer Uygulamalar Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Akciğer kanseri, dünya genelinde en yüksek mortalite oranına sahip malignitelerden biri olup mevcut tedavi yaklaşımlarında karşılaşılan sınırlılıklar, yeni ve hedefe yönelik tedavi stratejilerinin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Son yıllarda nanoteknoloji temelli ilaç taşıyıcı sistemler, özellikle kemoterapötik ajanların etkinliğini artırma, yan etkilerini azaltma ve tümör dokusuna özgüllüğünü artırma potansiyeli nedeniyle dikkat çekmektedir. Bu bağlamda polietilen glikol–polikaprolakton (PEG–PCL) temelli polimerik miseller, biyouyumlulukları, biyoparçalanabilirlikleri ve ilaç yükleme kapasiteleri ile ön plana çıkan taşıyıcı adaylarıdır. Ayrıca yüzey modifikasyonu ile tümör hücrelerine spesifik bağlanabilme yetenekleri artırılabilmekte, bu da hedeflendirilmiş tedavi açısından önemli bir avantaj sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, folik asit (FA) ile konjuge edilmiş PEG–PCL polimerik miseller sentezlenmiş, kemoterapötik ilaçlar olan metotreksat (MTX) ve dosetaksel (DTX) birlikte yüklenmiştir. Çift ilaç kombinasyonunun kullanılması, farklı etki mekanizmaları sayesinde sinerjik etki oluşturarak akciğer kanseri hücrelerinde tedavi etkinliğini artırmayı hedeflemektedir. Ayrıca miseller, 99mTeknesyum (99mTc) ile radyoişaretlenerek sistemin in vitro düzeyde teranostik potansiyeli araştırılmıştır. Radyoişaretleme sayesinde hem ilaç dağılımının görüntülenmesi hem de tedavi etkinliğinin aynı platformda değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında sentezlenen PEG-PCL ve FA-PEG-PCL kopolimerlerinin yapısal karakterizasyonları 1H-NMR analizleri ile yapılmıştır. Nanomisellerin ortalama parçacık boyutu 130 ± 7 nm ve polidispersite indeksi (PI) ise 0,197 olarak bulunmuştur. Zeta potansiyeli ölçümleri sonucunda MTX-DTX-FA-PEG-PCL nanomisellerinin yüzey yükü ise -18,6 ± 0,8 değerine sahip olduğu tespit edilmiştir. DTX ve MTX etken maddelerinin nanomisellere hapsedilme çalışmaları neticesinde, DTX için %41,2 ± 4,74 ve MTX için %53,8 ± 3,81 oranında ilaç hapsetme verimi elde edilmiştir. Oluşturulan nanosistemin ilaç salınım profilini belirlemek amacı ile 72 saate kadar aldığımız ölçümler neticesinde hapsedilen MTX etken maddesinin %81,1 oranında, DTX etken maddesinin ise %44,88' e kadar ilaç salınımı gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. Radyoişaretleme çalışmaları sonucunda 99mTc ile radyoişaretleme verimi %97,95 ± 1,13 olarak saptanmış; 24 saat sonunda %92'nin üzerinde yüksek stabilite göstermiştir. Sitotoksisite analizleri neticesinde, DTX-MTX-FA-PEG-PCL nanosisteminin A-549 hücre hattında 16,79 µg/mL IC50 değeri sergileyerek, serbest formdaki MTX (17,88 µg/mL) ve DTX'e (23,27 µg/mL) kıyasla daha üstün bir antikanser profil ortaya koymuştur. Çalışmanın en özgün bulgularından biri olan A-549 ve Beas-2b hücreleri arasındaki sitotoksisite farkını ifade eden Selektivite İndeksi (SI); MTX ve DTX etken maddeleri için 1,78 ve 1,86 değerlerinde kalarak düşük seçicilik gösterirken, oluşturulan nanosistem için 2,57 olarak gözlemlenmiştir. Nanosistemin Beas-2b sağlıklı hücre hattında serbest ilaçlarla benzer bir sitotoksisite düzeyi (43,20 µg/mL) sergilemesi, folat hedeflendirme stratejisinin sağlıklı dokularda ilave bir toksik yük oluşturmadığını ve güvenli bir tedavi imkanı sunduğunu doğrulamıştır. İnkorporasyon çalışmaları sonucunda 99mTc ile işaretli FA-PEG-PCL nanomisellerinin, folat reseptörü yüksek A-549 hücrelerinde zamana bağlı bir artış göstererek 240. dakikada %85,71 gibi yüksek bir bağlanma verimine ulaştığı saptanmıştır. Buna karşın, Beas-2b hücrelerinde aynı sürede %14,3 seviyesine gerileyerek, hedeflendirme stratejisinin kanser hücreleri üzerindeki hücresel alım kapasitesini ortaya koymuştur. Sonuç olarak bu çalışma, akciğer kanseri tedavisinde çift ilaç yüklü ve folik asit ile fonksiyonlandırılmış polimerik misellerin hem tedavi edici hem de görüntüleme sağlayıcı özellikleriyle gelecekte klinik uygulamalara uyarlanabilecek potansiyel bir teranostik platform sunduğunu ortaya koymaktadır. Bu yaklaşımın, mevcut kemoterapiye bağlı yan etkilerin azaltılmasına ve tedavi başarısının artırılmasına katkı sağlayacağı öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
Lung cancer remains one of the malignancies with the highest mortality rates worldwide, and the limitations encountered in current therapeutic approaches necessitate the development of novel and targeted treatment strategies. In recent years, nanotechnology based drug delivery systems have gained significant attention due to their potential to enhance the efficacy of chemotherapeutic agents, minimize side effects, and increase specificity toward tumor tissues. In this context, polyethylene glycol–polycaprolactone (PEG–PCL) based polymeric micelles emerge as prominent carrier candidates owing to their biocompatibility, biodegradability, and high drug-loading capacities. Furthermore, their ability to specifically bind to tumor cells can be improved through surface modification, offering a significant advantage for targeted therapy. In this doctoral thesis, folic acid (FA) conjugated PEG–PCL polymeric micelles were synthesized and co-loaded with the chemotherapeutic drugs methotrexate (MTX) and docetaxel (DTX). The utilization of a dual drug combination aims to increase therapeutic efficacy in lung cancer cells by creating a synergistic effect through different mechanisms of action. Additionally, the micelles were radiolabeled with 99mTechnetium (99mTc) to investigate the in vitro theranostic potential of the system. This radiolabeling strategy aims to enable both the visualization of drug distribution and the evaluation of therapeutic efficacy on a single platform. Structural characterization of the PEG-PCL and FA-PEG-PCL copolymers synthesized within the scope of the study was performed using 1H-NMR analysis. The average particle size of the nanomicelles was found to be 130 ± 7 nm, with a polydispersity index (PI) of 0.197. Zeta potential measurements revealed that the surface charge of MTX-DTX-FA-PEG-PCL nanomicelles was -18.6 ± 0.8 mV. As a result of the entrapment studies, drug loading efficiencies were determined as %41.2 ± 4.74 for DTX and %53.8 ± 3.81 for MTX. Cumulative drug release profiles monitored up to 72 hours showed that the system released %81.1 of the loaded MTX and %44.88 of the loaded DTX. Radiolabeling studies yielded a 99mTc labeling efficiency of 97.95% ± 1.13, with high stability (over %92) maintained after 24 hours. According to cytotoxicity analyses, the DTX-MTX-FA-PEG-PCL nanosystem exhibited an IC50 value of 16.79 µg/mL in the A-549 cell line, demonstrating a superior anticancer profile compared to free MTX (17.88 µg/mL) and free DTX (23.27 µg/mL). One of the most distinctive findings of the study, the Selectivity Index (SI), which represents the cytotoxicity difference between A-549 and Beas-2b cells, was observed as 2.57 for the developed nanosystem, while it remained at lower levels (1.78 and 1.86) for free MTX and DTX, respectively. The fact that the nanosystem exhibited a cytotoxicity level (43.20 µg/mL) in the Beas-2b healthy cell line similar to free drugs confirms that the folate-targeting strategy does not induce an additional toxic burden on healthy tissues and offers a safe therapeutic opportunity. Cellular incorporation studies revealed that 99mTc radiolabeled FA-PEG-PCL nanomicelles reached a high binding efficiency of %85.71 at 240 minutes in A-549 cells with high folate receptor expression, showing a time-dependent increase. Conversely, this rate declined to %14.3 in Beas-2b cells during the same interval, highlighting the specific cellular uptake capacity of the targeting strategy toward cancer cells. In conclusion, this study demonstrates that dual-drug loaded and folic acid-functionalized polymeric micelles offer a potential theranostic platform that could be adapted for future clinical applications, providing both therapeutic and diagnostic capabilities in lung cancer treatment. This approach is anticipated to contribute to the reduction of current chemotherapy-related side effects and the improvement of overall therapeutic success.
Benzer Tezler
- Dosetaksel yüklü polimerik nanoparçacıkların tasarımı, karakterizasyonu, 99mTc ile radyoişaretlenmesi ve in vitro olarak değerlendirilmesi
Design of docetaxel loaded polymeric nanoparticles, characterization, radiolabeled with 99mTc and in vitro evaluation
OĞUZ ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
KimyaEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP TEKSÖZ
- 99mTc ile radyoişaretli CdS-Fe nanopartiküllerin tahribatsız muayene yöntemi olarak kullanılması
99mTc radiolabeled CdS-Fe nanoparticles' using as non-destructive testing methods
HAKAN GÜRBÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji MühendisliğiEge ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERAP TEKSÖZ
- 99mTc ile radyoişaretli zolmitriptan yüklü polimerik nanoparçacıklar: sentezi, karakterizasyonu ve in vitro değerlendirilmesi
Polymeric nanoparticles loaded with 99mTc radiolabeled zolmitriptan: Synthesis, characterization and in vitro evaluation
İBRAHİM SARIKAVAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Radyoloji ve Nükleer TıpEge ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP TEKSÖZ
- 99mTc(CO)3+ ile radyoişaretli d-penisilamin bağlı manyetik nanoparçacıkların hazırlanması
Preparation of d-amino acid magnetic nanoparticles with 99mTc(CO)3+
SENİHA YOLCULAR ÖZYÜNCÜ
- Guanin'in M(CO)3+ (M= 99mTc and Re) korları ile bağlı manyetik nanoparçacıklarının oluşturulması ve radyoişaretli kompleksin biyoaktivitesinin incelenmesi
Preperation of magnetic nanoparticles of guanine radiolabeled with M(CO)3+ (M= 99mTc and Re) core and examination of biological activity of radiolabeled complex
ÇİĞDEM İÇHEDEF