Geri Dön

Chlorinated hemicyanine as a cancer cell selective phototheranostic agent

Seçici fototeranostik ajan olarak aktifleştirilebilir klorlu hemisiyanin

PDF İndir

  1. Tez No: 679458
  2. Yazar: SAMIRA SAVANI
  3. Danışmanlar: DR. SAFACAN KÖLEMEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 70

Özet

Kanser teranostik yöntemi, çok adımlı tedavileri ortadan kaldırmak için değerli bir metodoloji sağlar ve kanser tedavisindeki gecikmeleri azaltır. Bu yöntem, ansiklopedik in vitro tanıların, in vivo moleküler görselleştirmelerin ve çeşitli kanser türlerinin vaka temelli tedavilerinin entegrasyonuna ilişkin ilgili klinik rehberliği değerlendirir. Eş zamanlı görüntülenme ve fotoaktivasyon gücüne sahib oldukları için, ışıkla tetiklenen terapötik ajanlar, terapötik ajanlar arasında büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, fototeranostikler, karmaşık ve uzun süreli tedaviye neden olabileceği ve hastalar için gereksiz yan etkileri ve sistemik toksisiteyi artırdığı için hala karmaşık çeşitli engellerle karşı karşıya olmaktalar. Sistein (Cys), normal fizyolojik koşullar altında düşük bir konsantrasyonda insan vücudunda de novo biyosentezlenebilen yarı-esansiyel amino asitlerden biridir. Kanser hücreleri, yoğunlaştırılmış metabolik hız, artmış oksidatif basınç ve sonuç olarak, redoks homeostazının sürdürülmesi açısından antioksidan savunmaya güvenme ile oldukça proliferatif olarak karakterize edilir. Öte yandan, kanser hücrelerinin antioksidan savunmasında önemli rol oynayan glutatyon (GSH), homosistein (Hcy) ve Cys gibi amino asitlerin, reaktif oksijen türlerinin (ROS) artan üretimin üstesinden gelmede ve kanser hücrelerinin hayatta kalmasında rol oynadıkları için, yüksek seviyelerde olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, kanser hücrelerinin fizyolojik aktiviteleri hakkındaki bu bilgi göz önüne alındığında, son zamanlarda kanser hücrelerini, yüksek biyo-tiyol seviyeleri, özellikle de Cys açısından normal hücrelerden ayırabilen ve seçici olarak öldürebilen aktif hedefleme ajanlarının tasarlanması konusunda artan bir ilgi vardır. Ayarlanabilir absorpsiyon ve emisyon dalga boylarına sahip siyanin boyaları ailesi içinde, hemisiyanin (Hem) adı verilen suda çözünür trikarbosiyanin boyası geniş çapta araştırılmıştır. Hem, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) onaylı tek floresan boya olan indosiyanin yeşili (ICG) bazlı bir boyadır ve fotofiziksel özelliklerini iyileştirmek için birçok inceleme yapılmıştır. Bu tezde, aşırı Cys salgılayan kanser hücrelerinde klorlanmış hemisiyanini (Cl-Hem) üreterek, kızıl ötesine yakın floresanı (NIRF) ve fototermal etkisini Cys varlığında özel olarak etkinleştiren Hem bazlı (Cl-Cys) fototerapi (PTT) ajanı sentezledik ve araştırdık. Cl-Cys, yapının fenol grubu üzerinde akrilat grubu (Cys için yanıt bölgesi) kullanıldı ve koruma, oksijen atomunun elektron verme kabiliyetini azalttı. Cys ile inkübasyondan sonra, kafeslenmemiş Cl-Cys, fizyolojik pH 7.2-7.4'te fenolat olarak muhafaza etme yeteneği ile Cl-Hem (pKa = 6.4) olarak ortaya çıktı. Etkinleştirildikten sonra Cl-Hem, absorpsiyon sinyalinde daha iyi görselleştirmeye yardımcı olan önemli bir kırmızı kayma (570 nm'den 695 nm'ye) sergiledi. Tasarlanan ajan, emisyon yoğunluğunda büyük artış (770 kat) ve solüsyon içerisinde yaklaşık 20 °C sıcaklık artışı olarak tespit edilen termal yanıt potansiyeli dahil olmak üzere görüntüleme için umut verici fotofiziksel özellikler sergiliyor. Cl-Cys'in hücrelerde Cys'e karşı duyarlılığını test etmek için, Cys aşırı eksprese edilmiş HeLa ve A549 kanser hücreleri ve kontrol olarak kullanılan sağlıklı hücreler (L929) üzerinde floresans görüntüleme gerçekleştirildi ve güçlü NIR floresan sinyallerinin yanı sıra termal ölüm tespit edildi. Bu tez kapsamında, Cys ile aktive olan, eşzamanda teşhis sinyalini ve terapötik etkisini etkinleştiren bir fototeranostik ajan araştırılmıştır. Cl-Cys, yalnızca bir Cys ile etkinleştirilebilir PTT ajanının ilk örneğini olmakla kalmaz, aynı zamanda bir klorlu hemisiyaninin türevinin PTT ajan çekirdeği olarak kullanılabileceğini gösteren ilk çalışmayı da sunar.

Özet (Çeviri)

Cancer is the second leading cause of death worldwide. Even though the significant advancement achieved in medicine over the last decades, many affairs must be considered to improve the efficacy of cancer therapy. Among therapeutics, cancer theranostics is a convincing method that evaluates pertinent clinical guidance on the integration of encyclopedic in vitro diagnostics, in vivo molecular visualizations, and case-based treatments of various cancer types. This method provides a valuable methodology to eliminate multi-step therapies and diminishes delays in cancer treatment. Recently, phototheranostics has been received great attention among theranostics. Phototheranostics provides imaging and therapy by photoactivation of light-triggered theranostics. However, phototheranostics is still experiencing intricate impediments, as it might engender complicated and prolonged therapy, and rises unnecessary side effects and systemic toxicity to patients. Photothermal therapy (PTT) is among the most effective light-activated, near-infrared (NIR) photosensitizer-based therapeutic methods that can establish safe modalities of tumour ablation by penetrating tissues deeply while causing little damage to surrounding areas. In PTT, a photothermal agent converts photon energy to thermal energy and provides targeting hyperthermia for numerous cancers by employing metabolic signals, denaturing proteins/enzymes, and inducing cancer ablation. Within the family of organic NIR sensitizers, water-soluble tricarbocyanine dye, called hemicyanine (Hem), exhibited excellent and tunable absorption and emission wavelengths. Hem is an indocyanine green-based dye, which is the only U.S. Food and Drug Administration (FDA) approved fluorescent dye, and many inspections have been done to improve its photophysical properties. Primary amino acids including cysteine (Cys), glutathione (GSH) and homocysteine (Hcy), which take a significant role in the antioxidant defence of cancer cells, are found to be at high levels due to their involvement in overcoming the increased production of reactive oxygen species (ROS) in cancer cells. While Cys can be biosynthesized in the body in a low concentration under normal physiological conditions, cancer cells, which are characterized as highly proliferative, with increased metabolic rate and intensified oxidative pressure, produces a high concentration of Cys. Taking physiological activities of cancer cells, such as elevated levels of bio-thiols, into account, recently there is growing attention on designing activable-targeting agents that able to discriminate and selectively ablate cancer cells. Within this thesis, a Hem-based (Cl-Cys) activable photothranostic agent that can turn on its diagnostic signal and therapeutic action, simultaneously, only in response to Cys, is investigated. Cl-Cys employed an acrylate group (a responsive site for Cys) on the phenol group of the structure. At the same time, the protection diminished the electron-donating ability of the oxygen atom, which prevented its fluorescence activity. After incubation with Cys, uncaged Cl-Cys revealed in the form of chlorinated hemicyanine (Cl-Hem) with pKa of 6.4, which indicates its ability to be present as a phenolate in physiological pH of 7.2-7.4. Upon activation, Cl-Hem exhibited a significant red-shift (from 570 nm to 695 nm) in absorption signal and a great enhancement in emission intensity, due to improved intramolecular charge transfer (ICT), which assists better visualization. Cl-Cys triggered up to 20 °C temperature increase in solution upon activation by laser irradiation. To examine the sensitivity of the Cl-Cys to Cys, fluorescence imaging and cytotoxic experiments were conducted on the Cys-overexpressing HeLa and A549 cancer cells and the control healthy cells (L929). Results indicated strong NIR fluorescence signals, as well as hyperthermia in cancer cells. Cl-Cys not only marks the first example of a Cys activatable PTT agent but also introduces the first study that shows a chlorinated hemicyanine can be utilized as a PTT agent core.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    284186

    CVOCs un katalitik oksidasyon yöntemiyle giderimi için uygun bimetalik nanosol PILCs kataliz sistemlerinin geliştirilmesi

    Development and testing of bimetalic nanosol PILCs for abadement of volatile organic emmisions

    ERHAN KAPLANER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    KimyaMuğla Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    PROF. DR. NURGÜN BEŞÜN

  2. Tez No

    745673

    YSA ve Taguchi deney tasarımı ile tetrakloroetilen kaynak zonların yüzey aktif maddeler ve kompleks şeker ile ıslah optimizasyonunun belirlenmesi

    Determining the optimization of tetrachloroethylene source zones with surfactants and complex sugar by using Taguchi experiment design and ANN method

    SEDANUR SELAY KASAP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YILDIZ ŞAHİN

    DOÇ. DR. NİHAT HAKAN AKYOL

  3. Tez No

    251321

    Yangın yağmurlama sistemlerinde kullanılan klorlanmış polivinil klorür (CPVC) boruların bağlantıları

    Connections of chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) pipes used in fire sprinkler systems

    UĞUR USLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADNAN DİKİCİOĞLU

  4. Tez No

    212688

    Organik kirleticilerin sudaki adsorpsiyonunun incelenmesi

    The investigation of adsorption of organic pollutants in water

    UĞUR HARBİLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Kimya MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    DOÇ. DR. NAİL YAŞYERLİ

  5. Tez No

    813735

    1,2-diklorobenzenin atık sularında GC-MS ile tayini

    Determination of 1,2-dichlorobenzene in waste water by GC-MS

    RESUL ÜSTÜNBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    KimyaTekirdağ Namık Kemal Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYÇA KARASAKAL

Geri Dön