Polyethylenimine-starch nanoparticles for cancer gene therapy
Kanser gen terapisi amaçlı polietilenimin-nişasta nanoparçacıklar
- Tez No: 338344
- Danışmanlar: PROF. VASIF NEJAT HASIRCI, PROF. GAMZE KÖSE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Kanser her yıl artış gösteren ölüm oranlarıyla bulunduğumuz yüzyılın en ciddi hastalığı konumundadır. Uygulanmakta olan kemoterapi, radyasyon tedavisi ve cerrahi uygulamalar hem yeterli verime sahip değil hem de sağlıklı hücrelere de zarar vermektedir. Bu yüzden verimli, toksik olmayan ve hızlı sonuç veren tedavine yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. İlacın az miktarda daha etkin salımı açısından kontrollü ilaç salım sistemleri kanser tedavisi için önerilen yöntemlerden biridir. Gen terapisi yöntemlerinden ise en etkin olanının siRNA tedavisi olduğu gösterilmektedir. Hedeflenen tümör hücrelerine siRNA salımı gerçekleştirmede katyonik nanokürelerin verimli birer taşıyıcı olarak kullanıldıklarını görmekteyiz. Bu çalışmada, kanser hücrelerinde otofajiye neden olan EF2K siRNA geninin pozitif yüzey yüklü polietilenimin (PEI) nişasta küreler ile kanser hücrelerine salınımı amaçlanmıştır. PEI pozitif yüklü yapısı ile nanoküreler artı yük kazandırırken, nişasta moleküllerinin ise PEI2den kaynaklanabilecek sitotoksisiteyi azaltması amaçlanmıştır. PEI nişasta nanoküreler yağ içinde su emülsiyon tekniği ile hazırlanmıştır. Büyüklük ve zeta potansiyel değerleri Taramalı Elektron Mikroskobu (TEM) ile araştırılmıştır. NIH Image J programı nanoküre çapının hesaplanmasında kullanılmıştır. siRNA yüksüz kürelerin ortalama değeri 60.3 nm iken siRNA yüklü nanoküreler ortalama 84.6 nm çapına sahiptirler. TEM sonuçları ayrıca nanokürelerin standart büyüklükte ve pürüzsüz yüzey morfolojisine sahip olduğunu göstermektedir. Zeta potansitel değerleri kürelerdeki PEI /nişasta oranı arttıkça kürelerin yükünün arttığını ve en fazla (PEI:Nişasta, 9:1 (w/w)) 8.7 mV olduğunu göstermektedir. PEI nişasta nanoküreler siRNA yükleme verimleri ise % 1.5 olup su fazının pHı, çapraz bağlama şartları ve yıkama aşamaları optimize edilerek arttırılabilme olanağına sahiptir. Nanoküreler içeriklerinin % 50sini ilk 3 günde, diğer % 50sini ise bir hafta içinde salmışlardır. Konfokal Lazer Taramalı Mikroskobu (KLTM) ile hücre içine girebilmeleri gözlenmiştir ve nanokürelerin hücre etrafında toplandıkları görülmüştür ve ek çekirdek boyamalarıyla nanokürelerin hücre içi veya etrafındaki konumları daha net gözlenebilecektir. Western blot ile kanser hücrelerinin EF2K siRNA yüklü kürelerle tedavi edildikten sonra EF2K seviyelerinin azaldığı gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Cancer is the most serious disease of in this century and death rates due cancer are increasing rapidly. Since the conventional cancer treatment techniques like chemotherapy, radiation therapy and surgical operations are not sufficiently efficient and they even are harmful for healthy tissues, there is an urgent need for effective treatment techniques with minimal or no side effects. Controlled drug delivery systems are offered as an alternative approach to cancer therapy that helps prevent excessive drug use and may even target the drug to the disease site. It was shown that one of the most efficient therapeutic agents is the use of gene therapy involving siRNA. Cationic nanoparticles are known to be efficient tools in siRNA delivery specificially into the targeted tumor cells. This study aims to develop an autophagic siRNA delivery system to cancer cells using positively charged nanospheres of polyethylenimine(PEI) ? starch which possess the required positive charge by employing PEI molecules while lowering the cytotoxic effect of PEI through complexation with starch. PEI-starch nanospheres were prepared by water-in-oil microemulsion method. The size and zeta potential of the PEI-starch nanospheres were characterized by measuring the zeta potential and the particle size, and studying the topography with SEM. Mean diameter of unloaded particles was 60.3 nm and upon loading with siRNA this increased to 84.6 nm. SEM micrographs revealed that the nanospheres were very uniform (NIH Image J was used to measure the diameter using the micrographs) and had smooth surfaces. However, batch-to-batch size variation of the particles was observed. Zeta potential of PEI-starch nanoparticles increased when the PEI /starch ratios were increased, with the highest surface charge of 8.7 mV (PEI:Starch, 9:1 (w/w)). The encapsulation efficiency of the nanospheres was 1.5 % and this could be increased by optimizing pH conditions of water phase, and also the crosslinking and washing conditions. The nanospheres released 50 % of their siRNA content in the first 3 days and all of the content in a week. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) micrographs show the nanoparticles affiliated with MCF 7 cells and additional staining of the nucleus is able to show their location more adequately. Western blot of breast cancer cells treated with EF2K siRNA loaded nanoparticles showed that the EF2K production which leads to proliferation of cancer cells was silenced after the treatment with the siRNA loaded nanoparticles.
Benzer Tezler
- Altın nanopartiküllerde polimer kaplamanın oksidatif stres ve DNA hasarı üzerine etkileri
The effects of polymer coating of gold nanoparticles on oxidative stress and DNA damage
GAMZE TİLBE ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BELMA KOÇER
- Optimization of asa emulsification in internal sizing of paper and paperboard
Kağıt ve karton üretiminde iç tutkallamada kullanılan asa emülsiyonunun optimizasyonu
DUYGU ÖZLEM DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Ormancılık ve Orman MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiOrman Ürünleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF KARADEMİR
- Polyethylenimine-capped gold nanoparticles in nucleic acid delivery
Nükleik asit iletiminde polietilenimin kaplı altın nanoparçacıklar
AYKUT HINIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZHAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. ÖMER AYDIN
- Suda çözünen polietilenimin türevlerinin biyolojik aktivitelerinin araştırılması
Investigation of biological activities of water-soluble polyethylenimine derivatives
MELİKE SARAÇOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyolojiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NESLİHAN DEMİR
- Lökomogenezde ifadesi azalmış miRNA' ların polietilen glikol - polietilenimin nanopartikülü aracılı lösemi hücrelerine non-viral transfeksiyonu ile lösemi modellerinde mikrodizin transkriptom analizi
Microarray based transcriptome analysis of leukemia cell models via polyethylene glycol - polyethylenimine nano-particle mediated non-viral transfection of miRNAs into leukemia cells which are down regulated in leukemogenesis
TUĞÇE BALCI