Multifunctional conjugated polymer nanoparticles as an anticancer drug carrier and a fluorescent probe for cell imaging
Antikanser ilaç taşıyıcı ve hücre görüntüleme yapabilecek flüoresan konjuge polimer bazlı çok fonksiyonlu nanoparçacıklar
- Tez No: 312876
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bu çalışmanın temel motivasyonu aynı anda ilaç taşıma ve hücre görüntüleme görevlerini gerçekleştirebilen çok fonksiyonlu nanoparçacıklar geliştirmektir.Bu amaca yönelik öncelikle,yeşil ışıyan, hidrofobik konjuge polimerden, poli[(9,9-bis{propenil}florenil-2,7-dil))-ko-(1,4-benzo-{2,1,3}-tiyadiazol)] (PPFBT), 25 nm çapında ve kırmızı ışıyan, hidrofobik konjuge polimerden, poli[(9,9-bis{3-azido-propil}florenil-2,7-divinilen)-ko-(1,4-benzo-{2,1,3}-tiyadiazol)] (PAPFVBT), 150 nm çapında nanoparçacıklar hazırlanıp karakterizasyonları yapıldıktan sonra, bunların hücre görüntüleme amaçlı flüoresan probu olarak uygunlukları in vitro hücre deneyleriyle değerlendirilmiştir.Daha sonra, PPFBT veya PAPFVBT polimerlerinin hem flüoresan raportörü olarak davrananhem de bir anti-kanser ilacı olan kamptotesini (CPT) barındıracak ana matrisi oluşturduklarıilaç yüklü nanokapsüller, basit ve tek aşamalı çöktürme yöntemiyle sentezlenmiştir.CPT, hidrofobik ve suda çözünmeyen bir ilaç olmasına rağmenkapsüllemeyle suda çözünürlüğü geliştirilmiştir.Nanoparçacıklara CPT yükleme verimi, ilacın polimere kütlece oranı 1:25 olduğu zaman %100 olarak belirlenmiştir. CPT varlığında ve yokluğunda insan hepatoselüler karsinom hücre hattının (Huh7) hücre canlılığı Sülforodamin B (SRB) testi kullanılarak incelenmiştir.Flüoresan mikroskop hücre görüntüleri ile desteklenen SRB testi sonuçları ile boş ve CPT yüklü PPFBT nanoparçacıklarının hücreler tarafından çok etkilişekilde alındığı ve bu nanoparçacıkların sitoplazmada biriktiğiaçıkça tespit edilmiştir.Zaman ve doza bağlı SRB testi sonuçları boş PPFBT nanoparçacıklarının 25 ?M değerine kadar Huh7 hücreleri için toksik olmadığını göstermiştir.Bununla birlikte, çok düşük dozdakamptotesinin bile bu nanoparçacıklar kanalıyla sevk edildiğinde hücrelerinapoptozunu teşvik etmek için yeterli olduğu bulunmuştur.Böylece, 48 saat sonunda, serbest CPT ve CPT-yüklü PPFBT nanoparçacıklarının yarı maksimal inhibitör konsantrasyonu (IC50) sırasıyla 0.9 ?M ve 0.1 ?M olarak hesaplanmış ve CPT-yüklü PPFBT nanoparçacıklarının serbest kamptotesine göre 9 kat daha etkili olduğu belirlenmiştir.Ancak, 72 saat sonunda, serbest CPT ve CPT-yüklü PPFBT nanoparçacıklarının IC50 değerleri sırasıyla 0.1 ?M ve 0.008 ?M miktarlarına düşmüştür.Bu durumda, CPT-yüklü PPFBT nanoparçacıkları Huh7 hücrelerinin apoptozunu indükleyecek şekilde serbest kamptotesinegöre 12.5 kat daha etkilidir.Serbest ilacın (CPT) 72 saat sonra 0.1 ?M IC50 değerine ulaşmasına rağmen, 48 saat sonunda CPT-yüklü nanoparçacıklar ile bu değeri elde etmek mümkündür.Diğer taraftan, doza bağlı SRB testi sonuçları boş PAPFVBT nanoparçacıklarının16?M değerine kadar Huh7 hücreleri için toksik olmadığını göstermiştir.72 saat sonunda, serbest CPT ve CPT-yüklü PAPFVBT nanoparçacıklarının IC50 değerlerisırasıyla 0.03?M ve 0.1 ?M olarak hesaplanmış ve CPT-yüklü PAPFVBT nanoparçacıklarının serbest kamptotesine göre 3.3 kat daha az etkili olduğu belirlenmiştir.PAPFVBT nanoparçacıklarının (~ 150 nm) büyük boyuta sahip olması PPFBT nanoparçacıkları (~ 25 nm) kadar etkili olmamasının başlıca nedenidir.
Özet (Çeviri)
The main motivation of this study is to develop multifunctional nanoparticles which can perform simultaneously the drug delivery and cell imaging tasks. To this end, firstly nanoparticles (Nps) with an average diameter of about 25 nm and based on a green emitting, hydrophobic conjugated polymer, poly[(9,9-bis{propenyl}fluorenyl-2,7-diyl))-co-(1,4-benzo-{2,1,3}-thiodiazole)] (PPFBT) and Nps with an average diameter of about 150 nm and based on a red emitting, hydrophobic conjugated polymer, poly[(9,9-bis{3-azido-propyl}fluorenyl-2,7-divinylene)-co-(1,4-benzo-{2,1,3}-thiodiazole)] (PAPFVBT) were prepared, characterized and their convenience as a fluorescent probe for cell imaging was evaluated via in vitro cell assays.Then, drug loaded nanocapsules in which PPFBT or PAPFVBT acts both as a fluorescent reporter and the main matrix of the nanocapsules accommodating an anti-cancer drug, camptothecin (CPT), were synthesized through a facile, single step reprecipitation method. CPT is a hydrophobic, water-insoluble drug but the encapsulation improved its water-solubility. The CPT loading efficiency in the nanoparticles has been determined to be 100% when a drug to polymer ratio of 1:25 (w/w) was used. Cell viability of Human hepatocellular carcinoma cell line (Huh7) was investigated in the absence and presence of CPT using Sulforhodamine B (SRB) assay. SRB assay resultssupported further by the fluorescence microscope cell images clearly confirmed that blankand CPT-loaded PPFBT Nps have been taken up by the cells very efficiently and these nanoparticles were accumulated in the cytoplasm. Time and dose dependent SRB assay results indicate that the blank PPFBTNps are not toxic to the Huh7 cells up to 25 µM. However, even a very low dose of CPT was found to be sufficient to induce the apoptosis of the cells when it was delivered through nanoparticles. Thus, at the end of 48 h, the half maximal inhibitory concentration (IC50) of free CPT and CPT-loaded PPFBT Nps were calculated to be 0.9 µM and 0.1 µM respectively, corresponding to that CPT-loaded PPFBT Nps are 9 times more effective than free CPT. However, at the end of 72 h, the IC50 of free CPT and CPT-loaded PPFBT Nps decreased to 0.1 µM and 0.008 µM, respectively. In this case, CPT-loaded PPFBT Nps are 12.5 times more effective than free CPT in inducing the apoptosis of Huh7 cells. Although the free drug (CPT) reaches IC50 of 0.1 µM after 72 h, it is possible to achieve this value with CPT-loaded Nps at the end of 48 h.On the other hand, dose dependent SRB assay results indicate that the blank PAPFVBTNps are not toxic to the Huh7 cells up to 16 µM.At the end of 72 h, IC50of free CPT and CPT-loaded PAPFVBT Nps were calculated to be 0.03 µM and 0.1 µM respectively, corresponding to that CPT-loaded PAPFVBT Nps are 3.3 times less effective than free CPT. Having bigger size (~150 nm) of PAPFVBT Nps is the main reason of not being effective as PPFBT Nps (~25 nm).
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of cucurbituril based photoactive multifunctional assemblies
Kükürbitüril tabanlı çok işlevli fotoaktif yapıların sentezi ve karakterizasyonu
AHMET KOÇ
Doktora
İngilizce
2019
Kimyaİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DÖNÜŞ TUNCEL
- The development of multifunctional nanoplatforms for targeted dual drug delivery
Hedefli, ikili ilaç taşıma sistemleri için fonksiyonel nano-platformların geliştirilmesi
ERHAN DEMİREL
Doktora
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Medipol ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN YÜKSEL DURMAZ
- Development of polymer-lipid hybrid nanoparticles for anticancer drug delivery
Antikanser ilaç salımı için biyopolimer kabuk-lipit çekirdek yapılı hibrit nanopartiküllerin geliştirilmesi
SEDEF SALEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BANU İYİSAN
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces
Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı
BANU TAKTAK KARACA
Doktora
İngilizce
2015
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA