Functionalized nanoceria for lung cancer therapy
Fonksiyonelleştirilmiş nanoseryum'un akciğer kanseri tedavisi için kullanılması
- Tez No: 711031
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP TOKCAER KESKİN, DOÇ. DR. HİLAL YAZICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Genetik, Bioengineering, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler ve Translasyonel Biyotıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Kanser, dünyadaki en önemli halk sağlığı sorunlarından biridir ve kardiyovasküler hastalıklardan sonraki ikinci ölüm nedenidir. Cerrahi uygulama, radyoterapi ve kemoterapi kanser tedavisi için uygulanan yöntemler arasındadır. Her ne kadar kemoterapi iyi bilinen bir tedavi olsa da seçici olmayan toksisite, ilaç tutma ve birikme gibi kısıtlar bu yöntemin dezavantajlarıdır. Bunun yanı sıra, cerrahi uygulamalar radyoterapi kaynaklı sağlıklı dokuya zarar verme riski ve rezeksiyon için sınırlı tümör erişilebilirliği diğer önemli kısıtlamalar arasındadır. Nanoparçacıkların kanser tedavisinde uygulanması, hedef bölgede terapötik ajanların iletilmesi ve biriktirilmesi noktasındaki avantajları dolayısıyla umut vadetmektedir. Nanopartiküller, ilaç çözünürlüğünü ve stabilitesini, plazmada uzun süreli yarı ömürleri artırma, ilaç salınım sürelerini ve ilaç taşıma kapasitelerini kontrol ederek yan etkileri en aza indirme potansiyeli sunarlar. Dolayısıyla birçok çalışmada kimyasal ve fiziksel özelliklerdeki farklılıklar nedeniyle geleneksel kemoterapötik ajanların taşınmasında ajanların etkililiğini ve özgüllüğünü arttırmak amacıyla metaller, metal oksitler ve polimerik nanopartiküller kullanılmıştır. Bununla birlikte, birçok nanoparçacık, aynı konvansiyonel kemoterapötik ajanlar gibi sağlıklı hücreler için toksik olmalarından dolayı hala yöntemsel olarak kısıtlıdırlar. Fakat Nanoseryum (veya seryum oksit), diğer birçok nanoparçacıktan farklı olarak kanser hücreleri için önemli bir anti tümör aktivitesi gösterirken, normal/stromal sağlıklı hücreler için koruyucu bir etki (antioksidan) sağlar. Reaktif oksijen türlerini (ROS) temizlediği, süperoksit-dismutaz benzeri aktiviteye sahip olduğu ve radyasyona karşı normal hücrelere koruma sağladığı bulunmuştur. Bu özellikler, seryum nanoparçacıkların oksidasyon durumunun Ce+3 ve Ce+4 arasında geçiş yapabilmesi yani redoks yeteneğinden kaynaklanmaktadır. Temizleyici reaktif oksijen türleri ile pH arasındaki ilişki farklı kanser hücre tipleri ve sağlıklı hücreler için bildirilmiştir. Çalışmalara göre, nanoseryum, fizyolojik pH 'da optimal antioksidan özellikler gösterirken, asidik pH 'ta oksidaz gibi davranabilir. Bu seçici davranış, nanoseryum'un normal hücrelere seçici sitoproteksiyonunu açıklayabilir, ancak radyasyon tedavisi veya oksidatif stres sırasındaki kanser hücrelerine davranışını açıklayamaz. Yukarıda belirtilenlere rağmen, nanoseryumun terapötik etkinliği için tedavi süresince optimal ve etkili biyolojik dağılıma bağlı olarak birkaç zorluk vardır. Çok sayıdaki yüzey kusurları nedeniyle, nanoseryum, yüzeyi işlevsel hale getirilmediğinde topaklanma eğilimi gösterir. Seryum nanoparçacıklarının yüzeyini değiştirmek sadece stabilite için yararlı olmakla kalmaz, aynı zamanda kan dolaşımındaki nanoparçacıkların dolaşım süresini hassas bir şekilde ölçmek ve suda çözünürlüğü artırmak için de olası bir yaklaşım olarak değerlendirilir. Bu çalışmada, polimer kaplı nanoseryumun ve modifiye edilmiş formunun doz ve zaman parametrelerini dikkate alarak akciğer kanserine karşı aktivitesi elde edilmiştir. Bu amaca ulaşmak için, birçok olası yüzey fonksiyonel ajandan biri olarak, dekstran yüksek suda çözünürlük kabiliyetinden dolayı nanoseryum işlevselleşmesinde kullanılmıştır. Nanoseryum sentezinin ardından, ayrıntılı malzeme karakterizasyonu yapılmıştır. Karakterizasyon çalışmalarından sonra, dekstran kaplı sentezlenmiş nanoseryum'un aktivitesi farklı akciğer kanseri hücre hatlarında denenmiştir.
Özet (Çeviri)
Cancer is one of the most important public health problems in the world and the second cause of death after cardiovascular diseases. Surgery, radiotherapy and chemotherapy are among the methods applied for cancer treatment. Although chemotherapy is a well-known treatment, limitations such as non-selective toxicity, drug retention and aggregation are disadvantages of this method. In addition, the risk of damaging healthy tissue in surgical applications and radiotherapy and limited tumor accessibility for resection are other important limitations. The application of nanoparticles in cancer therapy is promising, because of its advantages in delivery and deposition of therapeutic agents at the target site. Nanoparticles offer the potential to increase drug solubility and stability, long-term half-lives in plasma, and minimize side effects by controlling drug release times and drug-carrying capacities. Therefore, due to differences in chemical and physical properties, metals, metal oxides and polymeric nanoparticles have been used in many studies to increase the effectiveness and specificity of conventional chemotropic agents in the transport agents. Unfortunately, many nanoparticles, such as conventional chemotherapeutic agents, still have methodological limitations due to their toxicity to healthy cells. However, Nanoceria (or cerium oxide) is known to show significant anti-tumor activity for cancer cells, unlike many other nanoparticles, while providing a protection (antioxidant) for normal/stromal healthy cells. It has been found to scavenge reactive oxygen species (ROS), have superoxide-dismutase-like activity, and provide protection to normal cells from radiation. These properties are due to the redox ability of cerium nanoparticles, where the oxidation state of cerium can switch between Ce+3 and Ce+4. The relationship between scavenging ROS and pH has been reported for different cancer cell types and healthy cells. According to studies, nanoceria exhibits optimal antioxidant properties at physiological pH, while it can act as an oxidase at acidic pH. Therefore, this selective behavior could explain the selective cytoprotection of nanoceria to normal cells, but not its behavior to cancer cells during radiator treatment or oxidative stress. Despite the foregoing, several challenges remain for its therapeutic performance, depending on optimal and effective biodistribution during treatment. Due to the large number of surface defects, nanoceria tends to clump when its surface is not functionalized. Modifying the surface of cerium nanoparticles is not only beneficial for stability, but also a possible approach to finely measure the circulation time of nanoparticles in the bloodstream and increase water solubility. The purpose of this study was to determine the activity of polymer coated nanoceria and its modified form against lung cancer by examining the dose and time parameters. Due to dextran's high water solubility, it was chosen as one of several possible surface functional agents for nanoceria functionalization. After the nanoceria synthesis, detailed material characterization was carried out. Following characterization, the dextran-coated synthesized nanoceria's activity was evaluated in various lung cancer cell lines.
Benzer Tezler
- Kanser tedavisinde grafen tabanlı ilaç taşıyıcı sisteminin geliştirilmesi
Development of graph-based drug carrier system in cancer treatment
SEFA DUMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyomühendislikCumhuriyet ÜniversitesiEnerji Bilimleri ve Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. KERİM YAPICI
- A first-principles study of defects and adatoms on silicon carbide honeycomb structures
Balpeteği yapısında SiC üzerindeki hataların ve ilave atomların etkisinin ilk prensiplerden incelenmesi
ERMAN BEKAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SALİM ÇIRACI
- Functionalized biofilm proteins for antibiotic degradation and SARS-CoV-2 capture
Fonksiyonel biyofilm proteinlerinin antibiyotik giderimi ve SARS-CoV-2 yakalanması için kullanımı
GÖKÇE ÖZKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Functionalized low LUMO [1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene (BTBT)-based molecular semiconductors for organic field effect transistors
Yeni [1]benzothieno[3,2-b][1]benzothiophene (BTBT)-temelli moleküler yarıiletkenler ve organik alan etkili transistör uygulamaları
RESUL ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2021
KimyaAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN USTA
- Functionalized pisa particles for targeted delivery and imaging
Hedefli taşıma ya da görüntüleme için fonksyonelleştirilmiş polimerik nanoparçacıklar
BAŞAK ÖVÜL