Preparation and characterization of lipid-based smart nanostructures and investigation of their potential usage in breast cancer combined therapy
Lipit temelli akıllı nanoyapıların hazırlanması, karakterizasyonu ve meme kanseri kombine tedavisinde kullanım potansiyelinin araştırılması
- Tez No: 798806
- Danışmanlar: PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE DİCLE KALAYCIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 206
Özet
Meme kanserlerinin %15-20'sini oluşturan üçlü negatif meme kanseri (ÜNMK), meme kanseri alt tipleri arasında en kötü prognoza sahip, oldukça agresif bir kanser türüdür. Etkili bir terapötik yöntemin geliştirilmesi, ÜNMK kanser hastalarının hayatta kalma oranlarını iyileştirmek için önemlidir. Kemoterapi, ÜNMK için yaygın bir tedavi olmasına rağmen, tedavi başarısını artırmak için iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle, kemoterapi ile birlikte fototermal terapi (FTT) gibi farklı bir tedavi yönteminin uygulanması başarı şansını artırabilir. FTT, tümör hücrelerinin sıcaklığını hızla artırabilen ve fototermal ajanı etkinleştirip yakın kızılötesi (NIR) ışık ışıması altında termal enerji üreterek tümörleri daha fazla yok edebilen, invazif olmayan ve güvenilir bir kanser tedavisi yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. Manyetik hipertermi, kanser tedavisine yönelik başka bir tamamlayıcı yaklaşımdır. Bu terim, manyetik bir malzemeye alternatif manyetik alan (AMF) uygulandığında sıcaklık artışını sağlamasıyla açıklanır. Süperparamanyetik demir oksit nanoparçacıkları, değişen bir manyetik alana yanıt olarak hipertermiyi indükleme yetenekleri nedeniyle biyomedikal alanda dikkatleri üzerine çekmektedir. Kemoterapi ve fototermal tedaviden oluşan kombine tedavi umut verici olsa da, dikkate alınması gereken bir diğer sorun da çoklu ilaç direncinin (ÇİD) önlenmesidir. ÇİD'in baskın özelliği, çoğu kemoterapi ajanı olan yapısal olarak ilgisiz çok çeşitli sitotoksik bileşiklere karşı dirençli bir fenotipi tanımlamasıdır. ÇİD'i düşürme eğiliminde olan bir kemosensitizer ile bir kemoterapi ajanının ikili kullanımı, kemoterapi ajanının etkinliğini artıracak ve ÜNMK tedavisinde daha etkili olacaktır. Ayrıca ilacın ve inorganik nanopartiküllerin plazma dolaşım süresini uzatmak ve normal hücrelerle temasını azaltmak için ilaç taşıyıcı sistem kullanmak çok önemlidir. Bu durumlar göz önünde bulundurularak bu çalışma kapsamında kemoterapi ve fototermal terapide kullanılmak üzere nanoyapılı lipid taşıyıcılar (NLT) geliştirilmiştir. NLT'ler, hem sıvı hem de katı lipitlerin karışımından, bir yüzey aktif madde veya yüzey aktif maddelerin karışımından ve bir sulu fazdan oluşan, yapılandırılmamış bir katı matristen kaynaklanır. Bu çalışmada, NLC'lerin sentezinde katı lipit olarak stearik asit, sıvı lipid olarak oleik asit kullanılmış ve DLS, AFM, TEM, 1H-NMR ve DSC kullanılarak oleik asit miktarı artırılarak boyut ve kristallik değişimleri incelenmiştir. Ardından, iyon çiftli doksorubisin (DOX-OA) ve verapamil hidroklorür (VERA) NLT'ye enkapsüle edilerek in-vitro salım profilleri ve kinetik modelleri araştırılmıştır. Altın nanopartiküller (AuNP'ler), yüksek yüzey-hacim oranları, kolay boyut ve geometri kontrolü ve sulu ortamlarda yüksek dağılabilirlik gibi çeşitli özelliklerinden dolayı, hipertermi ajanları olarak FTT'nin kullanım potansiyelini araştırmak için kullanılmıştır. Altın geometrisinin fototermal profil ve fototermal dönüşüm verimliliği üzerindeki etkisini incelemek için küresel, çubuk ve küp geometrisindeki AuNP'ler kullanılmıştır. Bu etki incelenirken konsantrasyon, NLT partikül yoğunluğu, güç ve zaman gibi parametreler değiştirilerek FTT ajanı olarak kullanılacak en uygun geometri araştırılmıştır. Çalışmanın bir sonraki bölümünde, aktif farmasötik bileşenler ve AuNP'ler, NLC içerisine birlikte enkapsüle edilip 808 nm NIR ışımasına maruz bırakılarak in-vitro salım çalışmaları yapılmıştır. Geliştirilen formülasyonların hücre öldürme potansiyelleri, meme kanseri hücreleri (MDA-MB-231 hücre hattı) üzerinde NIR ışımasına maruz bırakılarak ve bırakılmadan değerlendirilmiştir. Ek olarak, manyetik hipertermi için kullanım potansiyelini araştırmak için manyetik nanopartiküller NLT'ye enkapsüle edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Triple negative breast cancer (TNBC), which accounts for 15–20% of incident breast cancers, is a highly aggressive cancer type with the worst prognosis among breast cancer subtypes. The development of an effective therapeutic method is significant to improve the survival rate of TNBC cancer patients. Although chemotherapy is a widespread treatment for TNBC, it needs to be improved to increase treatment success. Therefore, applying a different treatment method, such as photothermal therapy (PTT) together with chemotherapy is very significant. PTT has emerged as a noninvasive and reliable cancer-therapy modality, which could rapidly increase the temperature of tumor cells and further ablate the tumors by activating photosensitizer and producing thermal energy under near-infrared (NIR) light irradiation. Magnetic hyperthermia is another complementary approach to cancer treatment. This term is explained by applying an alternating magnetic field (AMF) to a magnetic material, producing a temperature rise. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles have attracted attention in the biomedical field for their ability to induce hyperthermia in response to an alternating magnetic field. Although the combined treatment using chemotherapy and photothermal therapy is promising, another problem to be considered is the prevention of multidrug resistance (MDR). MDR describes a phenotype whose predominant feature is resistance to a wide range of structurally unrelated cytotoxic compounds, many of which are chemotherapy agents. The dual use of a chemotherapy agent with a chemosensitizer, which tends to lower MDR, will increase the effectiveness of the chemotherapy agent and will be more effective in the treatment of TNBC. In addition, it is very important to use a drug delivery system to prolong the plasma circulation time of the drug and inorganic nanoparticles and to reduce contact with normal cells. Considering these situations, nanostructured lipid carriers (NLC) have been developed for use in chemotherapy and photothermal therapy within the scope of this study. NLCs originate in an unstructured solid matrix composed of a mixture of both liquid and solid lipids, a surfactant or mixture of surfactants, and an aqueous phase. In this study, stearic acid was used as solid lipid and oleic acid was used as liquid lipid in the synthesis of NLCs and the size and crystallinity changes were investigated by increasing the amount of oleic acid using DLS, AFM, TEM, 1H-NMR and DSC. Then, in-vitro release profiles and kinetic models were investigated by encapsulating ion-paired doxorubicin (DOX-OA) and verapamil hydrochloride (VERA) into NLC. Gold nanoparticles (AuNPs) have been used as hyperthermia agents due to their various properties, such as high surface-volume ratios, easy size and geometry control, and high dispersibility in aqueous media to investigate the potential for use for PTT. AuNPs with spherical, rod and cube geometry were used to examine the effect of gold geometry on photothermal profile and photothermal conversion efficiency. While examining this effect, the most suitable geometry to be used as a PTT agent was investigated by changing parameters such as concentration, NLC particle density, power and time. In the next part of the study, active pharmaceutical ingredients (APIs) and AuNPs were co-encapsulated in NLC and in-vitro release studies were performed by exposure to 808 nm NIR radiation. The cell killing potentials of the developed formulations were evaluated on breast cancer cells (MDA-MB-231 cell line) with and without NIR irradiation. In addition, magnetic nanoparticles were encapsulated in NLC to investigate the potential use for magnetic hyperthermia.
Benzer Tezler
- 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
2021
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DR. ÖZGÜR YILMAZ
- Lipit esaslı liyotropik sıvı kristallerin beyne ilaçhedeflendirmede nanotaşıyıcı olarak kullanımı ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of lipid based lyotropic liquid crystals as nanocarrier in brain targeted drug delivery
RÜYA ATLIBATUR
Doktora
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YEŞİM GÜRSEL
DOÇ. DR. FATEMEH BAHADORI
- Temozolomid içeren katı lipid nanopartikül hazırlanması, karakterizasyonu ve beyin kanseri hücre hattında etkinliğinin araştırılması
Preparation and characterization of solid lipid nanoparticle containing temozolomide, and investigation of its efficacy in brain cancer cell line
EDA ÇAPKIN
- Altın nanopartiküller ile dekore edilmiş metal organik çerçeve/lipit hibrit yapılarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of metal-organic framework/lipid hybrid structure decorated with gold nanoparticles
BÜŞRA TOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAL AYDOĞAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇE DİCLE KALAYCIOĞLU
- Preparation and characterization of solid lipid nanoparticles (SLNs) for drug delivery systems
Katı lipit nanopartiküllerin ilaç taşıyıcı sistemler olarak hazırlanması ve karakterizasyonu
AYŞEGÜL YARGIÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SAYIP EROĞLU