Geri Dön

Generation of nanocarrier systems with s layer proteins

S katman proteinleri ile nanotaşıyıcı sistem üretimi

PDF İndir

  1. Tez No: 714061
  2. Yazar: MEHMET HİKMET ÜÇIŞIK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BERNHARD SCHUSTER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Universität für Bodenkultur Wien (University of Natural Resources and Life Sciences, Vienna)
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 145

Özet

Nanoteknolojinin tıpta uygulanması olarak tanımlanan nanotıp, ilaç dağıtımı, ilaç tedavileri, in vivo görüntüleme, in vitro teşhis, biyomalzemeler, doku mühendisliği ve aktif implantlar gibi birçok farklı uygulama alanını içerir. Bunların arasında, ilaç dağıtım sistemleri, kanser gibi yaşamı tehdit eden hastalıkların teşhis ve tedavisini önemli ölçüde iyileştirme potansiyeline sahiptir. Nanopartikülat ilaç dağıtım sistemleri, yalnızca çözünür veya çözünmez ilaçları vermekle kalmaz, aynı zamanda sahip oldukları özellikler aracılığıyla ilacın farmakolojik ve terapötik özelliklerini de geliştirir. Ayrıca, spesifik proteinler veya ligandlar ile uyarlanmış ilaç dağıtım sistemleri, ilacın hücrelere veya dokulara hedeflenen verilmesini sağlayabilir, böylece tedavinin hastalar üzerindeki tehlikeli yan etkilerini en aza indirebilir. Bu doktora çalışmasının temel amacı, tıbbi kullanımı sınırlı olan hidrofobik biyoaktif ajanların pasif ve aktif dağıtımını kolaylaştıran bir ilaç dağıtım platformunun geliştirilmesidir. Lipozomlar ve lipid emülsiyonları gibi lipid bazlı nanotaşıyıcı sistemler, absorpsiyon engellerinin üstesinden gelmek ve suda az çözünen ilaçların biyoyararlanımını geliştirmek için en popüler yaklaşımlardan birini temsil eder; ancak yüksek biyouyumluluklarına rağmen lipofilik bileşikler için yüksek yük kapasitesi sunan polimer sistemlerine karşı son zamanlarda pazardaki yerlerini kaybetmişlerdir. Katı bir hidrofobik çekirdekten oluşan polimer sistemleri, ilacın salımını hedef bölgelerde kontrollü bir şekilde sağlayabilir, bu da karşılık gelen ilacın terapötik indeksine fayda sağlar. Sunulan çalışma, lipit bazlı sistemleri polimer alternatiflerine karşı yeniden ön cepheye getirebilecek emülzomlar olarak adlandırılan yeni bir lipit bazlı nanotaşıyıcı sistemi tanıtıyor. Fosfolipid katmanlarla çevrili katı bir yağ çekirdeğinden oluşan emülzomlar, hem lipid hem de polimer sistemlerinin kısmi özelliklerini taşır. Polimer nanotaşıyıcılara benzer şekilde, katı çekirdek, lipofilik ilaçların yüksek miktarlarda kapsüllenmesine izin verir ve dahil edilen ilaçların salınımını uzatır. Fosfolipidler tarafından stabilize edilen emülzomlar, stabilize edici ajan olarak herhangi bir yüzey aktif madde gerektirmez, bu da onlara terapötik uygulamalarda yüksek derecede biyouyumluluk sağlar. Ek olarak, bunların lipozomlara benzer yüzeyleri ayrıca emülzomların proteinler, ligandlar, polimer veya antikorlar tarafından daha uzun kan dolaşımı, hücre hedefleme ve aktif ilaç dağıtımı gibi spesifik gereksinimleri yerine getirmesi için uyarlanmasına izin verir. Bu çalışmada, emülzomlar üretildi ve ilk kez kristalli bakteri hücre yüzey katmanları (S-katmanları) ile kaplandı, yani arke ve arkelerdeki en yaygın en dış hücre yüzey yapılarından birini temsil eden proteinlerin veya glikoproteinlerin düzenli monomoleküler grupları. bakteri. Bu şekilde, bir lipit çekirdek, yani emülzom üzerinde bir protein kabuğundan, yani S tabakasından oluşan biyomimetik bir viral zarf birleştirildi. Bu entegre yaklaşım, morfolojik birimlerin merkezden merkeze aralığının S katmanının kafes simetrisi tarafından önceden belirlendiği, emülzomların dış yüzeyindeki fonksiyonel grupları bağlama fırsatı sağlar. Gerçekten de, fonksiyonel protein G alanlarına sahip S tabakası füzyon proteinleri, emülzomların insan immünoglobulin (IgG) alanlarını spesifik olarak bağlamasına izin verirken, bu fonksiyonel gruplardan yoksun emülzomlar için hiçbir etkileşim gözlemlenmedi. Özünde anti kanser özellikleri olan, suda az çözünen doğal bir polifenolik bileşik olan kurkumin, emülzomlara dahil edildi. CurcuEmulsomes olarak adlandırılan yeni nanoformülasyon, bileşiğin biyoyararlanım sınırlamasının üstesinden geldi ve çözünürlüğünde 10.000 kat artış sağladı. CurcuEmulsomes, kurkuminin insan karaciğer karsinomu HepG2 hücrelerine in vitro verilmesini başarılı bir şekilde kolaylaştırdı ve ilacın hedef bölgede salınımını uzattı. Kısacası, CurcuEmulsomes'un umut verici in vitro etkinliği ve S tabakası (füzyon) teknolojisinin emülzomlara fonksiyonel yüzey özellikleri ekleme yeteneği, bu ilaç dağıtım sistemine in vivo terapötik uygulamalar için yüksek potansiyel verir.

Özet (Çeviri)

Nanomedicine, defined as the application of nanotechnology in medicine, includes several distinct application areas such as drug delivery, drug therapies, in vivo imaging, in vitro diagnostics, biomaterials, tissue engineering and active implants. Among them, drug delivery systems have the potential to significantly improve diagnostics and therapy of life-threatening diseases such as cancer. Nanoparticulate drug delivery systems not only deliver the soluble or insoluble drugs, but also improve the pharmacological and therapeutic properties of the drug via their possessed characteristics. Moreover, tailored with specific proteins or ligands, drug delivery systems may enable the targeted delivery of the drug into cells or tissues, thereby minimizing the hazardous side effects of the therapy on patients. The main goal of this PhD study is the development of a drug delivery platform facilitating the passive, as well as the active delivery of hydrophobic bioactive agents, whose medical use is otherwise limited. Lipid based nanocarrier systems such as liposomes and lipid emulsions represent one of the most popular approaches to overcome the absorption barriers and to improve the bioavailability of poorly water-soluble drugs; however, despite their high biocompatibility they have lost their position in the market lately against the polymer systems offering high load capacity for lipophilic compounds. Composed of a solid hydrophobic core, polymer systems may establish release of the drug in a controlled manner at target sites, which further benefits the therapeutic index of the corresponding drug. The presented study introduces a novel lipid based nanocarrier system, so called emulsomes, which may bring the lipid based systems again to the frontline against their polymer alternatives. Composed of a solid fat core surrounded by phospholipid layers, emulsomes hold partial characteristics of both lipid and polymer systems. Similar to polymer nanocarriers, the solid core allows encapsulation of lipophilic drugs in high amounts, and prolongs the release of incorporated drugs. Stabilized by phospholipids, emulsomes do not require any surfactant as stabilizing agent, which endows them with a high degree of biocompatibility in therapeutic applications. In addition, their analogous surface to liposomes further allows emulsomes to be tailored by proteins, ligands, polymer or antibodies to fulfill specific requirements such as longer blood circulation, as well as cell targeting and active drug delivery. In the present study, emulsomes were produced and coated - for the first time - with crystalline bacterial cell surface layers (S-layers), i.e. regular monomolecular assemblies of proteins or glycoproteins, representing one of the most common outermost cell surface structures in archaea and bacteria. In this manner, a biomimetic viral envelope composed of a protein shell, i.e. S-layer, on a lipid core, i.e. emulsome, was assembled. This integrated approach provides the opportunity to link functional groups on the outer surface of emulsomes where the center to center spacing of the morphological units is pre-determined by the lattice symmetry of the S layer. Indeed, S layer fusion proteins with functional protein G domains allowed emulsomes to bind the human immunoglobulin (IgG) domains specifically, whereas no interaction was observed for emulsomes lacking these functional groups. Curcumin, a poorly water soluble natural polyphenolic compound with intrinsic anti cancer properties, was incorporated into emulsomes. The new nanoformulation, named as CurcuEmulsomes, overcame the bioavailability limitation of the compound and achieved an increase in its solubility by 10,000 fold. CurcuEmulsomes successfully facilitated the delivery of curcumin into the human liver carcinoma HepG2 cells in vitro, and prolonged the release of the drug at the target site. In short, the promising in vitro efficacy of CurcuEmulsomes and the capability of S layer (fusion) technology to add functional surface characteristics to emulsomes give this drug delivery system high potential for in vivo therapeutic applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    691584

    Development of Cathepsin B activated theranostic system and evaluation of it against ovarian cancer cell line

    Katepsin B ile aktive olan bir teranostik sistem geliştirilmesi ve over kanseri hücre hattı üzerinde test edilmesi

    AYŞEGÜL DEMİRAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyoteknolojiİstanbul Medipol Üniversitesi

    Moleküler Tıp ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. S. SİBEL ERDEM

  2. Tez No

    844840

    Nanobiyoteknolojide dendrimer esaslı hedeflendirilebilen salım sistemlerinin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of targeted delivery systems based on dendrimer in nanobiotechnology

    KEVSER BAL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SAADET KEVSER PABUCCUOĞLU

  3. Tez No

    873173

    Β-siklodekstrin ve poli laktik-ko-glikolik asit kopolimerinden polimerik nanoyapıların sentezi, karakterizasyonu ve taşıma sistemi olarak kullanımının araştırılması

    An investigation on the synthesis, characterization and delivery system based on β-cyclodextrin -poly (lactic-co-glycolic acid) polymeric nanostructures

    BURCU TOPUKSAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimyaİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET AYKAÇ

  4. Tez No

    639443

    Ebola virüsüne ait sentetik peptidin polimer konjugatlarının ve nanoformülasyonlarının sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of polymer conjugates and nanoformulations of the synthetic peptide of the ebola virus

    TAYFUN ACAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    BiyomühendislikYıldız Teknik Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERAP DERMAN

  5. Tez No

    474812

    Antikanser ilaç taşıyan boron nitrit nanotüp ve aljinat boncukların geliştirilmesi

    Development of anticancer drug carrying boron nitride nanotubes and alginate beads formulations

    SEMA TUNA TORUNOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Eczacılık ve FarmakolojiGazi Üniversitesi

    Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL TUNCER DEĞİM

Geri Dön