Geri Dön

Synthesis and characterization of petox-dope liposome structure conjugated to peptide-18 for targeting breast cancer

Peptit-18 ile konjuge edilmiş ve meme kanseri için hedeflenmiş petox-dope lipozom yapısının sentezi ve karakterizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 498116
  2. Yazar: DUYGU BAYRAM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ESMA SEZER, DR. Özgür YILMAZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Polioksazolinler, yüksek biyouyumluluk özellikleriyle polietilen glikole (PEG) alternatif olarak birçok biyolojik ve tıbbi uygulamasında sıkça kullanılmakta ve aynı zamanda bu tarz uygulamalardaki kullanımlarının anlaşılması ve geliştirilmesine ilişkin de birçok araştırma çalışmasında incelenmeye devam eden önemli polimerlerdir. Bu biyouyumluluk polimerlerin kullanım alanlarına göre çok yönlülüğünü ve tercih edilmesinin artmasını sağlar. Hedeflenmiş ilaç taşıyıcı sistemler bu kullanım alanlarından biridir. Polioksazolin polimerleriniistenilen ve kullanılacak uygulamaya uygun molekül uzunluğunda ve istenilen fonksiyonel uçlar kazandırılarak sentezlemek mümkündür. Bu durum polioksazolinlerin kullanım koşularını genişletmesinde ayrıca etkilidir. Polioksazolin ailesinden poli(2-etil-2-oksazolin), sudaki yüksek çözünülürlüğü, düşük toksisitesi ve elverişli reaksiyon koşulları göz önüne alındığında, ayrıca PEG'ye benzerliği nedeniyle de ilaç, gen veya protein taşıyıcısı oluşturulan sistemlerdeki çalışmalarda çokça tercih edilir. Poli(2-etil-2-oksazoli) nin çok yönlü kullanımı, tıbbi araştırmalar ve tedavilerdeki polimerlerin artan biyolojik ihtiyaçlarına karşı her geçen gün artmaktadır. Lipozomlar, hücre zarından geçebilen ve temel olarak fosfolipitlerden oluşmuş mikroskobik kürelerdir. Lipozomlar hem hidrofilik hem de hidrofobik bölgeleri olması nedeni ile aynı anda yağda ve suda eriyen molekülleri taşıyabilme özelliğine sahiptirler. Bu veziküller, yapısal özelliklerinden dolayı ilaç, gen veya protein taşıma araçları olarak kullanılmaktadırlar. Lipozom yüzeylerinin kullanılan materyallere bağlı olarak farklı özellikteki molekülleri taşıyabilecek şekilde hazırlanabilmesi, lipozomların farklı doku ve hücrelere etki etmelerini özelliğini sağlamıştır. Lipozomların taşıyıcılıkları, küre yapısının içine ilaç enkaplülasyonu ile gerçekleşmektedir. Özel biyolojik ajanlarla hedeflenen lipozomlar hedef bölgede ilaç salınımını gerçekleştirmesi ortamın ve lipozomun pH değeri ve sıcaklık gibi parametrelerden etkilenmektedir. Meme kanseri dünyada kadınlarını etkileyen en yaygın kanserlerden biridir. Meme kanseri katı tümörlerle ortaya çıkmaktadır, bu katı tümörlerin anlaşılması ve önleme tedavisinde zorluklar doğurmuştur. Bir nano taşıyıcı kullanarak hastalığın hassas bölgesine ilaçların kontrollü salınması, ilaçların terapötik etkinliğini arttırır. Bir hastalığın klinik iyileşmesini onaylayan nanoteknoloji temelli yaklaşımlar, zararlı hücrelerin mikro ortamlarıyla etkileşimini anlamaya yardımcı olur. Lipozoma dayalı ilaç dağıtım sistemleri, hem tümör hücrelerindeki ilaç konsantrasyonunun arttırılması, hem de normal geçirgenlik etkisi fenomeninden etkilenmeyen normal dokulardaki maruziyeti azaltarak ve hedefleme stratejilerini kullanarak anti-kanser ajanlarının terapötik indeksini arttırma potansiyeli sunar. Bu tez çalışmasında meme kanserine karşı hedeflenmiş taşıyıcı sistem dizyn edilmiş ve bu sistem lipozom yapısı ile sağlanmıştır. Lipozom yapısındaki hidrofilik ve lipofiilik kısımlar, kimyasal reaksiyonlarla uygun fonksiyonel uçlardan birbirine bağlanmıştır. Tezin deneysel kısımlarında detaylı olarak açıklandığı şekliyle, hidrofilik kısım olarak Poli(2-etil-2-oksazolin) ve lipofilik kısım olarak da 1,2-Dioleoil-sn-glisero-3-fosfoetanolamin (DOPE) içeren bir ilaç taşıyıcı sistem olarak yapı lipozom yapısının incelenmesi çalışılmıştır. Biyouyumluluğu yüksek olan poli(2-etil-2-oksazolin polimerini DOPE ile konjügasyonu gerekli modifikasyonlar yapıldıktan sonra sağlanmıştır. Bu çalışmada lipid yapısı olarak DOPE'nin seçilmesinin sebebi, oluşturduğu liposomal yapılarda göstermiş olduğu yüksek stabilliktir ve literatür araştırmaları poli(2-etil-2-oksazolin) in DOPE ile konjügasyonunda izlenen reaksiyon aşamalarının yüksek verimlilikte gerçekleştiğini göstermiştir. Poli(2-etil-2-oksazolin) polimerinin sentezi katyonik halka açma polimerizasyon tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, bu polimerin sentezlenmesi aşamasında kullanılan başlatıcı istenilen fonksiyonel ucun polimere kazandırılması açısından dizayn edilerek farklı kimyasal tepkimeler gerçekleştirilerek elde edilmiştir. Başlatıcı sentez mekanizmasında, maleik anhidrit ve furan, furan korumalı maleimidin üretilmesi için toluen içerisinde Diels-Alder reaksiyonu gerçekleştirildi. Bundan sonra, etanolamin ilave edilmiş ve ürün mesil klorür kullanılarak mesilasyon reaksiyonunu tamamlanmıştır. Başlatıcının karakterizasyonu FTIR ve NMR metotları kullanılarakanaliz edilmiş ve sonuçların detayları yorumlanmıştır. Polimere maleimit fonksiyonu kazandıracak şekilde dizayn edilip sentezlenen başlatıcı kullanılarak yapılan polimerizasyon sonucunda Poli(2-etil-2-oksazolin) lipozom yapısı oluşturulmasında gerekli uzunlukta ve molekül ağırlığındadır, ayrıca polimerizasyonun sonlandırılması sodyum azit tuzu ile gerçekleştirilmiştir. Polimerin fonksiyonel grup içeriği ve sonlanması gibi yapısal analizleri GPC, FTIR ve NMR analiz metotları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 2-etil-2-oksazolinin polimerizasyon reaksiyonu uygun başlatıcı miktarı, sıcaklık ve asetonitril çözücüsü varlığında ayrıca vakum-argon sistemi kullanılarak inert olacak şekilde oluşturulan reaksiyon koşulları altında başarıyla elde edilmiştir. Katyonik halka açılma polimerizasyon tekniği çok hassas ve ortam koşullarına duyarlı bir polimerizasyon tekniği olduğundan, tüm deneysel aşamalardan önce kullanılan reaksiyon tüpleri ve cam malzemeler ısı tabancası kullanılarak yüksek ısı ile nem ve kontaminasyon oluşmaması adına ısıtılmıştır. Poli(2-etil-2-oksazolin) polimeri sentezlendikten sonra iki gün süre ile vakumlu etüvde kurutulmuştur. Tüm kimyasallar distillenerek ve argon ortamında saklayarak kullanılmıştır. Elde edilen poli(2-etil-2-oksazolin) polimeri maleimit fonksiyonel uçlu olmasının yanısıra, polimerizasyonun sonlandırma aşamasında sodyum azit tuzu kullanımıyla sağlanan azit fonksiyonel ucuna da sahip olmuştur. Maleimit ucundan hedefleme mekanizması gerçekleştirilirken, azit ucunun sağlanmasındaki amaç; DOPE bağlanabilmesidir. Bu amaç için polimerin azit fonksiyonel ucundan, bakır sülfat ve sodyum askorbat varlığında, 4-Pentinoik asit ile klik reaksiyonu yapılmıştır. Bu klik reaksiyonu sonrasında polimerin azit fonksiyonel ucu karboksilik asit fonksiyonlu olmuştur. Poli (2-etil-2-oksazolin) bu modifikasyondan sonra, reaksiyon ortamında 2- (7-Aza-1H-benzotriazol-1-il)-1,1,3,3-tetrametilüronyum heksaflorofosfat (HATU) ve trietilamin varlığında amidifikasyon reaksiyonu yoluyla DOPE ile konjügasyon sağlanmıştır. Tüm bu ürünlerin karakterizasyon çalışmaları bildirilmiş ve listelenmiştir, hepsi FTIR ve NMR spektrumlarından gelen sonuçlarla kanıtlanmıştır. Taşıyıcı sistemlerin hedeflenmesi, hedeflenmek istenilen organa ait spesifik peptit yada protein yapısının bu sisteme bağlanması ve bu şekilde hedefe taşınmasıyla esasına dayanmaktadır. Poli(2-etil-2-oksazolin) ve DOPE konjuge edildikten sonra lipozom yapısının hedeflenmesi amacıyla, polimerin maleimit fonksiyonlu ucundan Michael katılması reaksiyonu kullanılarak uygun şartlar altında Peptit-18 yapıya bağlanmıştır. Böylece lipozom yapısının meme kanserine karşı hedeflenmesi sağlanmıştır. Hedeflenen lipozomun taşınıp taşınmamasını ve kanserli hücreye ulatıktan sonra liposozom küresine enkapsüle edilen ilacın salınımının yapılıp yapılmadığının izlenmesi içinse yine Michael katılma reaksiyonu mekanizması kullanılarak polimerin maleimit ucuna boya bağlanmasıyla sağlanmıştır. Burada kullanılan boya 7-merkapto-4-metilkoumarindir ve UV ışığı altında izlenen taşıyıcı sistem boyanın varlığı ile takip edilmiştir. Bu çalışmaları karakterize etmek için UV-Vis spektrometresi, FTIR ve NMR analizi kullanılmış ve sonuçlar, araştırmanın amacının gerçekleştirildiğini göstermiştir. İlaç enkapsüle edilmiş lipozom yapısı kanserli hücrelere ulaşıp ulaşmadığının kontrolü olarak yapılan çalışmada koumarin boyası ile konjüge edilmiş PEtOx-DOPE yapısı, Peptit-18 ile konjüge edilmiş PEtOx-DOPE yapısı ile uygun oranda karıştırılıp nano boyutta parçacıklar haline getirilip hayvan deneyleri yapılması ve etkilerin izlenmesi amacıyla projenin devamını çalışacak olan gruba gönderilmiştir. Bu çalısma TÜBİTAK tarafından 213M725 numaralı,“Prostat ve Meme Kanseri Teşhis ve Tedavisinde Kullanılacak Poli (2-etil-2-oksazolin) (PEtOx) Esaslı Çok İşlevsel Taşıyıcı Sistemlerin Geliştirilmesi”isimli proje ile desteklenmiştir.

Özet (Çeviri)

Polyoxazolines are significant polymers with their biocompatibility as an alternative to polyehtylene glycol (PEG) in many biological and medical applications. This biocompatibility provides versatility to polymers in terms of their usage areas. Targeted drug delivery systems are one of these usage areas. It is possible to synthesize and design the polymer backbone of polyoxazolines in terms of proper molecular weights, desired end groups and functionalities. Poly(2-ethyl-2-oxazoline) is very prefered becasue of its high bio compatibility and similarity to PEG such as non-toxicity, solubility in water, mild reaction conditions in biomedical applications as a drug, gene or protein carrier. The versatile usage of Poly(2-ethyl-2-oxazoline) is increasing day by day against to increasing biological necessities of of polymers in medical researches and treatments. In this thesis study, the investigation of building liposome structure as a drug carrier system which is consisting of Poly(2-ethyl-2-oxazoline) as hydrophilic part and 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (DOPE) as lipophilic part. Poly(2-ethyl-2-oxazoline) was synthesized by using cationic ring opening polymerization technique. The initiator of the polymerization was also synthesized by designing in order to be obtained maleimide terminal polymer and the polymerization was terminated with sodium azide salt to be obtained also azide functional end polymer. In the synthesis route of the initiator, maleic anhydride and furan were reacted in toluene as a solvent, to produce furan protected maleimide. After that, ethanolamine was added and the product was undergone mesylation reaction by using mesyl chloride. The characterization of the initiator was provided by means of FTIR and NMR and results were presented step-by-step. The polymerization of 2-ethyl-2-oxazoline was successfully achieved by utilizing the initiator in proper amounts and reaction conditions in acetonitrile solvent. Then, the click reaction was carried out from the azide functional end of the polymer with 4-Pentynoic acid in the presence of copper sulfate and sodium ascorbate. After these modification of Poly(2-ethyl-2-oxazoline), the conjugation with DOPE was achieved via amidification reaction by using 2-(7-Aza-1H-benzotriazole-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate (HATU) and triethylamine in reaction medium. Characterization studies of all these products were reported and listed all were proven with the results coming from FTIR and NMR spectrums. Targeting of liposome structure was carried out by binding specific peptide molecule, which is Peptide-18 for breast, and the observation of the targeted liposome was achieved by binding 7-Mercapto-4-methylcoumarin to the system. FTIR and NMR analysis were utilized to characterize these studies and results showed that the purpose of the study was actualized. This presented thesis study was supported by the project, numbered 213M725, titled as“Development of The Poly(2-ethyl-2-oxazoline) (PEtOx) Based Multifunctional Carrier Systems for Treatment and Diagnosis of The Prostate and The Breast Cancer”by TÜBİTAK.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    709862

    İlaç taşıyıcı sistemlerde kullanılmak üzere kansere hedeflendirilmiş poli(2-etil-2-oksazolin) temelli nanopartiküllerin sentezleri ve karakterizasyonları

    Synthesis and characterizations of cancer-targeted poly(2-ethyl-2-oxazoline) based nanoparticles for use in drug delivery systems

    SEVGİ GÜLYÜZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK

    DR. ÖZGÜR YILMAZ

  2. Tez No

    712730

    İlaç taşıyıcı sistemlerde kullanılmak üzere PEtOx-ko-PEI esaslı nanojel ve Sars-CoV-2 tedavisine yönelik peptit temelli ilaç adaylarının sentez ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of PEtOx-co-PEI-based nanogel for use in drug carrier systems and peptide-based medicine candidates for SARS-CoV-2 therapy

    MELİKE ERTEM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN

    DR. ÖZGÜR YILMAZ

  3. Tez No

    432899

    Hidrofilik poli(2-etil -2-oksazolin) ile hidrofobik poli(ε-kaprolakton)'un amfililik blok kopolimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of amhiphilic block copolymers prepared with hydrophilic poly(2-ethyl-2-oxazoline) and hydrophobic poly(ε-caprolactone)

    SEVGİ GÜLYÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    KimyaGebze Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAYAL BÜLBÜL SÖNMEZ

    DR. ÖZGÜR YILMAZ

  4. Tez No

    527236

    Nanoboyutlu polimerik miseller sistemler ile gen tedavisine yönelik yaklaşımlar

    Gene therapy approaches for polymeric micelles with nanoscale systems

    ASLI KARA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    BiyoteknolojiHacettepe Üniversitesi

    Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İMRAN VURAL

  5. Tez No

    118931

    Synthesis and characterization of copolymers of ethyleneterephthalate oligomers and p-acetoxybenzoic acid

    Etilentereftalat oligomerleri ve p-asetoksi benzoik asit kopolimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu

    CENGİZ ATEŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2002

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI

Geri Dön