Glycosylated conjugated oligomer and chlorophyll based nanoparticles for photodynamic therapy
Fotodinamik terapi için glikosile konjuge oligomer ve klorofil bazlı nanoparçacıklar
- Tez No: 785811
- Danışmanlar: PROF. DÖNÜŞ TUNCEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Nanomateryal bazlı birleşikler fotoaktif birimlere sahip olmaları, ilaç yükleme ve hedefleme grupları gibi birçok işlevselliğe sahip olmaları ve birçok özelliğin tek bir platformda birleştirebilmeye olanak sağladıkları için kanser ve bulaşıcı hastalıklara karşı tedavi aşamalarında büyük bir önem görüyor. Bu özellikleri dikkate alınarak iki farklı nanomalzeme ve bunların nanotıp uygulamaları rapor edilmiştir. İlk olarak, nanoçökeltme yöntemi ile glikosile konjuge oligomer bazlı nanomateryal (COL) ve bunun altın nanomalzeme ile hibrid konjugasyonu (COL-Au) hazırlandı. Eşsiz elektronik ve optik özellikleri, yan zincirlerdeki asetil grupları tarafından nanoparçacıkların boyutlarının kontrol edilmesini sağlamaları, kararlılıklarını artırmaları ve hidrofobik etki yoluyla hücre geçirgenliğini iyileştirmeleri nedeniyle, fotodinamik terapi için ışığa duyarlılaştırıcıları ajan olarak umut vaad ediyorlar. İkinci olarak, yüksek biyouyumluluk, düşük üretim maliyeti ve doğal indirgeyici kimyasal atmosfer, bol miktarda hidrojen atomu içeren ve çevre dostu olan teşvik edici özellikleri nedeniyle ıspanak yaprağından doğal bir fotosoğurucu olan klorofil elde edildi. Fototermal uygulamalarını incelemek için altın nanoparçacık ile hibrid konjugasyonu sentezlendi. Nanoparçacıkların her ikisi de, düşük ışık yoğunluklarında ve kısa maruz kalma sürelerinde bile yüksek bir reaktif oksijen türü (ROS) üretme yeteneği gösterdi ve bu da nanoparçacıkları ideal bir ışığa duyarlı ajan haline getiriyor. Antikanser fotodinamik tedavi uygulamaları için MCF-7 meme kanseri hücreleri bu nanopartiküller ile karanlıkta ve beyaz ışık aydınlatması altında 20 dakika süreyle tedavi edilmiş ve klorofil bazlı hücre canlılığında COL ve COL-Au nanoparçacıkları için % 58 ve % 72, klorofil ve klorofil - Au nanoparçacıkları için % 50 ve % 60 oranında azalma kaydedilmiştir. Ek olarak, görüntü bazlı fotodaynamik uygulamaları için kullanılabilecek doğal flüoresan özelliklerinden dolayı hücresel görüntüleme kapasitesini de gösterdiler. Ayrıca, nanoparçacıkların kanser hücrelerinin çekirdeklerini sarmalaması ile hem sitotoksisite sonuçları desteklenmiş hem de hücre zarınından içeri girmesi kanıtlanmıştır. Antibakteriyel deneyleri için, Gram-negatif (Escherichia coli, E. coli) bakteriler Chl-Au ve Chl nanopartiküller ile inkübe edildiğinde, ışık altında koloni oluşturan birimlerde (CFU'lar) 2,8-log ve 2,33-log'a kadar azalma kaydedildi.Ayrıca, bu nanoparçacıklar minimum karanlık sitotoksisite (0.32-log ve 0.15-log) gösterdi. Öte yandan, konjuge oligomer bazlı nanopartiküller, bakteriyel süspansiyonda çökelme gösterdiği ve bu bakteri hücresi duvarı ile istenilen şekilde etkileşime giremeyerek hücre duvarında toplandığı SEM görüntüleri gösterildi. COL için 4mm, COL-Au için 5 mm inhibisyon bölgesi kaydedildi. Bu sonuçlar etkinliği kanıtlanmış olan ampisillinden (7 mm) oldukça düşüktür. Bu sonuçlarla birlikte, bakteri hücre duvarı ile nanopartikül arasındaki etkileşimin altın konjugasyonu ile desteklenmesine rağmen, konjuge oligomer nanopartiküllerin antibakteriyel fotodinamik uygulamalar için uygun olmadığı sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Nanomaterial-based therapeutic agents are drawing a lot of interest because numerous capabilities, including drugs, targeting groups, and photoactive units, can be combined on one platform to treat infectious diseases and cancer. In this regard, two different nanomaterials and their nanomedicine applications were reported. Firstly, red-emitting glycosylated conjugated oligomer (COL) nanoparticle was prepared and hybrid conjugation with gold nanoparticles was prepared by the nanoprecipitation method in order to examine photothermal applications. Due to their unique electronic and optical characteristics, showing high singlet oxygen generation capacity, enabling control of the sizes of nanoparticles by acetyl groups in the side chains, enhancing their stability, and improving cell permeability through the hydrophobic effect they are promoting photosensitizers for photodynamic therapy. Secondly, chlorophyll, a natural photo absorbent, was extracted from spinach leaves, and chlorophyll nanoparticles were prepared by nanoprecipitation method because of their promoting properties which are high biocompatibility, low production cost, and natural reductive chemical atmosphere, containing plenty of hydrogen atoms and being environmentally friendly. Then, hybrid conjugation with gold nanoparticles was prepared to investigate photothermaltherapy application. Both of the nanoparticles showed a high generation ability of reactive oxygen species (ROS) even at low light intensities and short exposure times which makes nanoparticles an ideal photosensitizer. From the antibacterial experiment, when Gram-negative (Escherichia coli, E. coli) bacteria were incubated with chlorophyll-based nanoparticles, a reduction up to 2.8-log and 2.33-log in colony-forming units (CFUs) was recorded under light irradiation for Chl-Au and Chl nanoparticles, respectively. Also, these nanoparticles showed minimal dark cytotoxicity (0.32-log and 0.15-log). On the other hand, conjugated oligomer-based nanoparticles precipitated in bacterial suspension and were unable to pass through the cell wall of bacteria which was proved by SEM images and 4 mm and 5 mm inhibition zone were recorded for COL and COL-Au nanoparticles which are highly lower than ampicillin (7 mm). Along with these results, it is deduced that conjugated oligomer nanoparticles are not proper for antibacterial photodynamic applications although the interaction between the bacterial cell wall and nanoparticle was promoted with gold conjugation. For anticancer photodynamic therapy applications, MCF-7 breast cancer cells were treated with these nanoparticles in the dark and under white light illumination for 20 minutes, and the reduction in cell viability was recorded at 50 %, 60 %, and 58 %, 72 % reduction for Chl, Chl-Au, and COL, Chl-Au nanoparticles, respectively. Also, they demonstrated dark cytotoxicity with the increment of concentration. Additionally, they also demonstrated the capacity for cellular imaging due to their inherent fluorescent properties, which might be used for image-guided PDT applications. Along with this, the cytotoxicity results were supported by displaying the cellular uptake of nanoparticles and their surrounding the nucleus of breast cancer cells.
Benzer Tezler
- Sentez ve mitoz safhalarında senkronize edilmiş a549 akciğer karsinoma hücrelerinde lamin a/c proteininin glikan birimlerinin belirlenmesi
Identifying glycan units of lamin a/c protein in a549 lung carcinoma cells synchronized at synthesis and mitosis phases
ECEM ŞENER
- Nonperiferal terminalalkin sübstitüe ftalosiyaninlerin sentezi, karakterizasyonu ve klik kimyası kullanılarak glukokonjugasyonu
Synthesis and characterization of nonperipheral terminalalkynyl substituted phthalocyanines and their glucoconjugation via click chemistry
ZELİHA KANAT
- Mucor miehei rennetin ve mucor miehei rennet-desktran konjugatının spektrofluorometrik yöntemle incelenmesi
The Examination of mucor miehei rennet and mucor miehei rennet-dextran conjugate with spectrofluorometric method
NEŞE ATACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HURİYE KUZU KARŞILAYAN
- Advanced glycosylated end products (AGEP) düzeylerinin ıntrauterin ınsemination (IUI) başarısını öngörmekteki başarısının değerlendirilmesi
Evaluation of advanced glycosylated end products (AGEP) levels to predict IUI success
CEYDA ZEYREK ÇALIOVA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
Kadın Hastalıkları ve DoğumSağlık Bilimleri ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM UZUNLAR
- Lipid profilini etkileyen ilaç kullanmayan Tip 2 diyabet hastalarında glikolize hemoglobin düzeyleri lipid profilini yansıtır mı?
Does glycosylated hemoglobin level reflect lipid profile in diabetic patients who don't use drug that effect lipid profile
FAZİLET ÇANKAYA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2012
Endokrinoloji ve Metabolizma HastalıklarıNecmettin Erbakan Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. SAİT GÖNEN