Fotodinamik tedavi yaklaşımı kullanılarak Alzheimer hastalığının tedavisinde etkinliği artırmak amacıyla metilen mavisi ve galantamin yüklü polimerik nanopartiküllerin geliştirilmesi ve in vitro karakterizasyonları
Development and in vitro characterization of methylene blue and galantamine-loaded polymeric nanoparticles to increase effectiveness in the treatment of Alzheimer's disease using photodynamic therapy approach
- Tez No: 1020114
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TUĞBA GÜLSÜN İNAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Eczacılık ve Farmakoloji, Pharmacy and Pharmacology
- Anahtar Kelimeler: Alzheimer hastalığı, Fotodinamik tedavi, Galantamin, Metilen mavisi, Nanopartiküller, Yapay sinir ağları, Alzheimer disease, Photodynamic therapy, Galanthamine, Methylene blue, Nanoparticles, Artificial neural networks
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyofarmasötik ve Farmakokinetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alzheimer hastalığı, yüksek insidansına rağmen henüz küratif bir tedavisi bulunmayan nörodejeneratif bir hastalıktır. Metilen mavisi, amiloid-beta patolojisi üzerinde etkili ve antioksidan özelliğe sahip bir maddedir. Metilen mavisi Alzheimer hastalığının tedavisinde fotoduyarlaştırıcı özelliği sayesinde hem fotodinamik hem de fototermal tedaviye olanak tanımaktadır. Fotodinamik tedavide fotoduyarlaştırıcıdan üretilen reaktif oksijen türleri, fototermal tedavide ise oluşan lokal sıcaklık artışı mevcut amiloid-beta agregatlarını parçalayabilmektedir. Galantamin ise, asetilkolinesteraz enzimini inhibe eden ve Alzheimer hastalığının semptomatik tedavisinde FDA onaylı olarak kullanılan bir etkin maddedir. Bu tez çalışmasında, her iki etkin maddenin kandaki kalış süresini uzatmak ve kan-beyin bariyeri geçişini artırmak amacıyla, çift emülsiyon yöntemi ile poloksamer 188 ve glutatyon ile yüzeyi modifiye edilmiş, metilen mavisi ve galantamin yüklü polilaktik-ko-glikolik asit nanopartikülleri hazırlanmıştır. Formülasyon hazırlama parametreleri değiştirilerek, partikül büyüklüğü ve enkapsülasyon etkinliğinin bağımlı değişken olduğu yapay sinir ağları modeli kullanılarak optimum formülasyon belirlenmiştir. Geliştirilen nanopartiküllerin fizikokimyasal karakterizasyonları TEM, FT-IR, DSC, XRD ve ¹³C-NMR, in vitro salım ve stabilite testleri ile gerçekleştirilmiştir ve etkin maddelerin miktar tayini için ise HPLC yöntemi geliştirilerek valide edilmiştir. hCMEC/D3 hücre hattında permeabilite ve sitotoksisite, PC12 hücre hattında ise sitotoksisite ve fototermal/fotodinamik tedavi etkinliği değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, optimum formülasyonunun 151,1±1.4 nm partikül büyüklüğüne, 0,200±0,02 PDI değerine ve -22,3±0,91 mV zeta potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca galantamin ve metilen mavisi için enkapsülasyon etkinlikleri sırasıyla %39,64±3,97 ve %30,35±4,87 olarak belirlenmiştir. Stabilite çalışmalarında nanopartiküllerin +4 °C'de partikül büyüklüğünün ve zeta potansiyelinin 180 gün boyunca korunduğu gözlenmiştir. İn vitro çalışmalar sonucunda, geliştirilen nanopartiküllerin tek başına metilen mavisi ve galantamine kıyasla permeabilitede yaklaşık iki kat artış sağladığı belirlenmiştir. Bunun yanı sıra, nanopartikül aracılı fotodinamik/fototermal tedavinin amiloid beta kaynaklı sitotoksik etkiyi ortadan kaldırdığı gösterilmiş olup, elde edilen bulgular formülasyonun nörodejeneratif süreçlerin baskılanmasında umut verici bir terapötik yaklaşım sunduğunu desteklemektedir. Bu çalışma kapsamında, Alzheimer hastalığının tedavisine yönelik çok hedefli bir terapötik yaklaşım sunmak amacıyla metilen mavisi ve galantaminin birlikte yüklendiği nanopartiküler taşıyıcı sistem literatürde ilk kez geliştirilmiş ve geliştirilen nanopartiküllerin karakterizasyonu gerçekleştirilerek in vitro etkinliği hücre kültürü çalışmaları ile değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Alzheimer's disease is a neurodegenerative disorder for which, despite its high incidence, no curative treatment has yet been found. Methylene blue is a substance that is effective against amyloid-beta pathology and possesses antioxidant properties. Thanks to its photosensitizing properties, methylene blue enables both photodynamic and photothermal therapy in the treatment of Alzheimer's disease. In photodynamic therapy, reactive oxygen species generated by the photosensitizer and, in photothermal/photodynamic therapy, the resulting local increase in temperature can break down existing amyloid-beta aggregates. Galantamine, on the other hand, is an active ingredient that inhibits the acetylcholinesterase enzyme and is FDA-approved for the symptomatic treatment of Alzheimer's disease. In this thesis study, polylactic-co-glycolic acid nanoparticles loaded with methylene blue and galantamine, with surfaces modified using poloxamer 188 and glutathione via the double-emulsion method, were prepared to extend the blood half-life of both active ingredients and enhance their penetration across the blood-brain barrier. By varying formulation preparation parameters, the optimal formulation was determined using an artificial neural network model, with particle size and encapsulation efficiency as the dependent variables. The physicochemical characterization of the developed nanoparticles was performed using TEM, FT-IR, DSC, XRD, and ¹³C-NMR, along with in vitro release and stability tests; an HPLC method was developed and validated for quantifying the active ingredients. Permeability and cytotoxicity were evaluated in the hCMEC/D3 cell line, while cytotoxicity and photothermal therapeutic efficacy were evaluated in the PC12 cell line. The results obtained showed that the optimal formulation had a particle size of 151.1±1.4 nm, a PDI value of 0.200±0.02, and a zeta potential of -22.3±0.91 mV. Additionally, the encapsulation efficiencies for galantamine and methylene blue were determined to be 39.64 ± 3.97% and 30.35 ± 4.87%, respectively. Stability studies revealed that the nanoparticles maintained their particle size and zeta potential at +4 °C for 180 days. In vitro studies showed that the developed nanoparticles resulted in approximately a twofold increase in permeability compared with methylene blue and galantamine alone. Furthermore, it was demonstrated that nanoparticle-mediated photodynamic/photothermal therapy eliminates amyloid beta-induced cytotoxic effects; the findings support that the formulation offers a promising therapeutic approach for suppressing neurodegenerative processes. Within the scope of this study, a nanoparticulate carrier system co-loaded with methylene blue and galantamine was developed for the first time in the literature to provide a multi-targeted therapeutic approach for the treatment of Alzheimer's disease. The characterization of the developed nanoparticles was performed to evaluate their in vitro efficacy.
Benzer Tezler
- Molecular logic in the activity modulation of potential pdt agents & rational design of selective chloride sensors
Potansiyel fdt ajanlarının moleküler mantık kapısıyla aktivite kontrolü & seçici klorür anyonu algılayıcılarının rasyonel tasarımı
SÜNDÜS ERBAŞ ÇAKMAK
Doktora
İngilizce
2013
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ENGİN UMUT AKKAYA
- Hiperisin yüklü kitosan nanopartiküllerin A549 akciğer kanser hücrelerinde etkilerinin araştırılması
Investigation of effects of hypericin loaded chitosan nanoparticles in A549 lung cancer cells
BELİZ TAŞKONAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYSUN KILIÇ SÜLOĞLU
- Kanser hücresine hedefli biyobozunur nanopartiküler sistemlerin geliştirilmesi
Development of cancer cell-targeted biodegradable nanoparticle systems
MERVE KARA
Doktora
Türkçe
2025
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP ACAR
DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI
- Multifunctional nanoparticles for radiotherapy enhancement and targeted phototherapies
Radyoterapi geliştirme ve hedefli fototerapiler için çok işlevli nanopartiküller
MİNE DEMİR
- İnsan oral skuamöz kanser hücre hatlarında fotodinamik tedavi araştırılması
Investigation of photodynamic therapy in human oral squamous cancer cell lines
MERVE ÇİFTÇİ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Kulak Burun ve BoğazSivas Cumhuriyet ÜniversitesiKulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MANSUR DOĞAN