Kanser hücresine hedefli biyobozunur nanopartiküler sistemlerin geliştirilmesi
Development of cancer cell-targeted biodegradable nanoparticle systems
- Tez No: 924584
- Danışmanlar: PROF. DR. SERAP ACAR, DOÇ. DR. MURAT TOPUZOĞULLARI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Glioma günümüzde yüksek ölüm oranına sahip, glial hücrelerden kaynaklanan ve agresif seyreden bir beyin tümörüdür. Glioma türü kanser için geliştirilen etken maddelerin kan beyin bariyerinden sınırlı geçişi, ilaçların hedef bölgede verimli bir şekilde birikememesi ve sağlıklı dokuların tedavi sırasında zarar görmesi gibi sebeplerden dolayı tedavisi oldukça zor olmaktadır. Beyin tümörü tedavisinde kullanılan nispeten verimli yöntemlerden biri de ftalosiyanin gibi moleküllerin fotosensitizör olarak kullanıldığı fotodinamik terapidir. Fotodinamik terapide fotosensitizörün çözünürlüğünü ve biyouyumluluğunu arttırarak aktif ve/veya pasif hedeflemeyle etken maddenin tümörlü bölgede verimli birikimi sağlayan ve kan beyin bariyerini aşabilen polimerik ilaç taşıma sistemleri yeni ve akıllı tedavi yaklaşımı olarak ön plana çıkmaktadır. Hazırlanan bu tez çalışmasında polimerin taşıyıcı olarak görev aldığı, hidrofobik etken maddenin etkin taşınımını sağlayan ilaç taşıma sistemi olarak misel sistemlerinin üretimi hedeflenmiştir. Bu bağlamda tezin amacı hidrofobik ZnPc etken maddesi yüklü pOEGMA misellerinin ve Angio Pep 2 ile aktif hedeflendirilmiş pOEGMA-b-pHPMA ile kovalent bağlı ZnPc misellerinin sentezi, karakterizasyonu, salım profillerinin ve in vitro etkinliğinin incelenmesidir. Bu amaçla öncelikle pOEGMA homopolimeri ve uygun ftalonitrillerden hidrofobik ZnPc molekülü sentezlenmiştir. ZnPc molekülünün DMF, THF ve DMSO çözücülerinde floresans, fotobozunma ve singlet oksijen kuantum verimleri belirlenmiştir. Fotodinamik terapide etkin bir şekilde kullanılan ZnPc etken maddesinin pOEGMA homopolimerinin hidrofobik metakrilat bölümüyle hidrofobik etkileşime girmesi üzerinden literatürde ilk defa ZnPc yüklü pOEGMA miselleri nanoçöktürme metoduyla elde edilmiştir. Misellerin kritik misel konsantrasyonu (CMC) ve boyutu sırasıyla 0.027 mg/ml olarak ve 147.4±15 nm olarak tespit edilmiştir. Ardından misellerin pH 5.0 ve pH 7.4'te salım profilleri incelenmiş ve MTT metoduyla L929 hücreleri üzerinde biyouyumluluk gösterdiği belirlenmiştir. Tezin diğer aşamasında pOEGMA homopolimeri makroRAFT ajanı olarak kullanılarak pOEGMA-b-pHPMA kopolimeri ilk kez sentezlenmiştir. ZnPc molekülü ve sistamin ile substutie grubunda disülfid bağı taşıyan ZnPc (Cys-ZnPc) molekülü üretilmiştir. Ardından kopolimerin pHPMA segmentindeki sekonder hidroksil (-OH) grubunun karbonil diimidazole (CDI) ile aktive edilmesiyle Cys ZnPc molekülünün kopolimere kovalent bağlanması gerçekleştirilmiştir. Konjugata EDC/NHS ajanlarıyla Angio Pep 2 bağlanmış ve oluşturulan konjugatlardan nanoçöktürme metoduyla miseller üretilmiştir. pOEGMA-b-pHPMA-ZnPc (Misel 1) ve pOEGMA-b-pHPMA-ZnPc-Angio Pep2 (Misel 2) misellerinin kritik misel konsantrasyonları dinamik ışık saçılması (DLS) metoduyla sırasıyla 0.025 ve 0.012 mg/mL olarak belirlenmiştir. Misel 1 ve Misel 2'nin boyutları ise sırasıyla 155.1±5 ve 171.2±17 nm'dir. Ardından misellerin farklı konsantrasyonlarda DL-Ditiotreitol (DTT) varlığında ve yokluğunda pH 7.4'te 7 günlük ZnPc salım profilleri incelenmiş ve yüksek DTT varlığında nispeten etkin ZnPc salımı gerçekleştiği gösterilmiştir. Misel 1 ve Misel 2'nin U87-MG kanser hücreleri ve HUVEC sağlıklı hücre hattı üzerinde elde edilen sonuçlara göre misellerin sağlıklı hücreler üzerinde biyouyumlu bir sistem oluşturabildiği ve fotodinamik aydınlatma ile kanser hücreleri üzerinde hücre içi ROS üretiminin serbest ZnPc'den daha fazla olduğu belirlenmiştir. Ayrıca hedefli Misel 2 sisteminin, fotoindüksiyonla artan hücresel alımı sayesinde daha çok U87-MG hücresinin ölümüne sebep olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Glioma is an aggressive brain tumor originating from glial cells that currently has a high mortality rate. The treatment of active substances developed for glioma type cancer is quite difficult due to reasons such as limited passage through the blood brain barrier, inability of drugs to accumulate efficiently in the target area and damage to healthy tissues during treatment. One of the relatively efficient methods used in brain tumor treatment is photodynamic therapy, which uses molecules such as phthalocyanine as photosensitizers. In photodynamic therapy, polymeric drug delivery systems that increase the solubility and biocompatibility of the photosensitizer, provide efficient accumulation of the active substance in the tumor region with active and/or passive targeting and can cross the blood-brain barrier, and stand out as a new and smart treatment approach. In this thesis, the aim was to produce micelle systems as drug delivery systems that provide effective transport of hydrophobic active ingredients, with the polymer acting as a carrier. In this context, the aim of the thesis is the synthesis, characterization, release profiles and in vitro efficacy of pOEGMA micelles loaded with hydrophobic ZnPc active substance and pOEGMA-b-pHPMA covalently bound with Angio Pep 2 active targeted ZnPc micelles. For this purpose, firstly, hydrophobic ZnPc molecule was synthesized from pOEGMA homopolymer and suitable phthalonitriles. Fluorescence, photodegradation and singlet oxygen quantum yields of the ZnPc molecule in DMF, THF and DMSO solvents were determined. ZnPc loaded pOEGMA micelles were obtained for the first time in the literature by nanoprecipitation method via hydrophobic interaction of the active ingredient ZnPc, which is effectively used in photodynamic therapy, with the hydrophobic methacrylate portion of the pOEGMA homopolymer. The critical micelle concentration (CMC) and size of the micelles were determined as 0.027 mg/ml and 147.4±15 nm, respectively. Then, the release profiles of the micelles were examined at pH 5.0 and pH 7.4 and it was determined that they showed biocompatibility on L929 cells by the MTT method. In the next stage of the thesis, pOEGMA homopolymer was used as a macraRAFT agent and pOEGMA-b-pHPMA copolymer was synthesized for the first time. ZnPc (Cys-ZnPc) molecule carrying a disulfide bond in the substituent group was produced by using ZnPc molecule and cystamine. Then, the covalent binding of Cys-ZnPc molecule to the copolymer was achieved by activating the secondary hydroxyl (-OH) group in the pHPMA segment of the copolymer with carbonyl diimidazole (CDI). Angio Pep 2 was attached to the conjugate with EDC/NHS agents and micelles were produced from the formed conjugates by nanoprecipitation method. The critical micelle concentrations of pOEGMA-b pHPMA-ZnPc (Micelle 1) and pOEGMA-b-pHPMA-ZnPc-Angio Pep2 (Micelle 2) micelles were determined as 0.025 and 0.012 mg/mL, respectively, by dynamic light scattering (DLS) method. The sizes of Micelle 1 and Micelle 2 are 155.1±5 and 171.2±17 nm, respectively. Then, the 7-day ZnPc release profiles of the micelles were examined in the presence and absence of different concentrations of DL-Dithiothreitol (DTT) at pH 7.4, and it was revealed that relatively effective ZnPc release occurred in the presence of high DTT. According to the results obtained from the Micelle 1 and Micelle 2 on U87-MG cancer cells and HUVEC healthy cell line, it was determined that the micelles can form a biocompatible system on healthy cells and that intracellular ROS production on cancer cells with photodynamic illumination is higher than free ZnPc. In addition, it was observed that targeted Micelle 2 caused more U87-MG cell death due to increased cellular uptake by photoinduction.
Benzer Tezler
- Glioblastoma hücrelerinde integrin α10'un PLGA nano partiküllerine yüklenmiş siRNA ile baskılanması
Suppression of integrin α10 in glioblastoma cells by siRNA loaded with PLGA nanoparticles
BÜŞRA NUR ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiBezm-i Alem Vakıf ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRİ AKBAŞ
- Smart polymeric nanocomposites tailored for targeted delivery, protein separation and biofilm disruption
Hedefli taşıma, protein ayırma ve biyofilm bozulması için tasarlanmış akıllı polimer nanokompozitler
YAVUZ ÖZ
Doktora
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AMİTAV SANYAL
- Antibody-drug-conjugates as targeted chemotherapy agents for breast cancer
Meme kanseri için hedefli kemoterapi ajanı olarak antikor-ilaç-konjugtları
SALLİ GÜR
- Development of folate receptor 1 targeted peptides for use in positron emission tomography imaging systems
Pozitron emisyon tomografisi görüntüleme sistemlerinde kullanım amacıyla folat reseptör 1 hedefli peptitlerin geliştirilmesi
CEM ÖZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL YÜCEL
DR. ÖZGÜR YILMAZ