Afiniteye dayalı farklı nano-platformların geliştirilmesi ve potansiyel uygulamalarının araştırılması
Development of various affinity-based nanoplatforms and investigation of their potential applications
- Tez No: 988485
- Danışmanlar: PROF. DR. FİGEN ZİHNİOĞLU, PROF. DR. SUNA TİMUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nanoteknoloji tabanlı yaklaşımlar, biyomoleküler tanı, ayırma ve hedefe yönelik tedavi gibi biyomedikal uygulamalarda önemli çözümler sunmaktadır. Özellikle afiniteye dayalı sistemler, ligand-reseptör etkileşimlerinden yararlanarak seçici tanıma ve hedefleme kabiliyeti sağlar. Bu doğrultuda geliştirilen fonksiyonel nanoplatformlar, klasik yöntemlere göre daha yüksek hassasiyet ve özgüllük sunmakta ve tanı, görüntüleme ve terapi alanlarında etkili araçlar olarak değerlendirilmektedir. Bu tez kapsamında, farklı afinitelere sahip biyomoleküllerle işlevlendirilmiş iki farklı nanoplatform geliştirildi ve bunların potansiyel biyolojik uygulamaları araştırıldı. İlk çalışmada, triptofan ve isatin kullanılarak karbon nano noktalar sentezlendi. Bu yapılar, yüksek floresan özellikleri sayesinde insan U-87 glioblastoma hücreleri üzerinde hücre görüntüleme amacıyla değerlendirildi ve aynı zamanda potansiyel radyoterapi etkinlikleri incelendi. CND'ler, sitoplazmada spesifik bölgelerde birikim gösterirken, kan-beyin bariyeri geçirgenliği in vitro modellerde test edildi ve logBB > 0.3 değeriyle etkin geçirgenlik göstermiştir. Ayrıca, iyonlaştırıcı radyasyon ile birlikte kullanıldıklarında hücre canlılığını % 51'e kadar düşürdükleri gözlemlendi. Bu sonuçlar, yapıların teranostik uygulamalar için güçlü adaylar olduğunu ortaya koymaktadır. İkinci çalışmada, süperparamanyetik Fe₃O₄ manyetik nanopartiküllerin yüzeyine triptofan-isatin konjugasyonu gerçekleştirildi ve bu yapıların glioblastoma tedavisine yönelik potansiyelleri değerlendirildi. Karakterizasyonu yapılan manyetik nanoparçacıklar, 100-110 nm boyutlarında olup Trp-Isa konjugasyonuyla birlikte zeta potansiyel ve yüzey kimyasında anlamlı değişiklikler görüldü. İnsan U-87 glioblastoma hücre hattı üzerinde yapılan sitotoksisite testlerinde, özellikle Trp-Isa modifiye partiküllerin IC50 değerinin 47.7 µg/mL'ye kadar düştüğü, manyetik yönlendirme ile bu değerin 37.0 µg/mL'ye kadar azaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, bu yapıların radyasyon öncesi uygulandığında, hücre canlılığını % 31'e kadar düşürdüğü görüldü ve bu yapıların etkili bir radyosensitif ajan olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Ayrıca, bilgisayar tabanlı yapılan STRING analizi triptofan ve isatin'in glioblastoma ile ilişkili moleküler ağlarla bağlantılı olduğunu ortaya koymuştur. Bu iki yapı üzerinden elde edilen veriler, farklı ligandlarla yüzeyi işlevlendirilmiş nanoplatformların hem tanı hem tedavi amaçlı kullanılabileceğini ortaya koymakta ve özellikle beyin tümörleri gibi zor hedeflenen yapılar için umut verici birer yaklaşım sunmaktadır. Tez kapsamında geliştirilen afiniteye dayalı nanoplatformlar, seçici hedefleme, görüntüleme ve terapötik etkinlik gibi alanlarda çok işlevli kullanım potansiyeli taşıyarak nanobiyoteknoloji alanına özgün katkılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Nanotechnology-based approaches offer significant solutions in biomedical applications such as biomolecular recognition, separation, and targeted therapy. In particular, affinity-driven systems enable selective recognition and targeting by utilizing ligand-receptor interactions. Accordingly, functional nanoplatforms developed through such strategies provide higher sensitivity and specificity compared to conventional methods, making them effective tools in diagnosis, imaging, and therapeutic applications. In this thesis, two different nanoplatforms functionalized with biomolecules possessing different affinities were developed, and their potential biological applications were investigated. In the first study, carbon nanodots were synthesized using tryptophan and isatin. Due to their strong fluorescence properties, these structures were evaluated for cellular imaging on human U-87 glioblastoma cells, and their potential radiotherapeutic effects were also examined. The CNDs showed region-specific accumulation in the cytoplasm, and their blood-brain barrier permeability was tested using in vitro models, demonstrating effective permeability with a logBB value greater than 0.3. Additionally, when used in combination with ionizing radiation, cell viability was reduced to approximately 51 %. These results indicate that the synthesized structures are strong candidates for theranostic applications. In the second study, tryptophan-isatin conjugation was performed on the surface of superparamagnetic Fe₃O₄ magnetic nanoparticles, and their potential for glioblastoma treatment was evaluated. The characterized nanoparticles found approximately 100-110 nm in size, and significant changes in zeta potential and surface chemistry were observed upon Trp-Isa conjugation. Cytotoxicity tests on the human U-87 glioblastoma cell line revealed that Trp-Isa modified particles reduced the IC50 value to 47.7 µg/mL, which further decreased to 37.0 µg/mL under magnetic field. Moreover, pre-treatment with these structures before irradiation reduced cell viability to as low as 31 %, indicating their potential as effective radiosensitizing agents. In addition, computational STRING analysis revealed that tryptophan and isatin are linked to molecular networks associated with glioblastoma. The data obtained from these two nanoplatforms demonstrate that surface-functionalized systems with specific ligands can be utilized for both diagnostic and therapeutic purposes. Especially for challenging targets such as brain tumors, these platforms offer promising strategies. The affinity-based nanoplatforms developed in this thesis exhibit multifunctional potential in selective targeting, imaging, and therapeutic efficacy, thereby contributing novel insights to the field of nanobiotechnology.
Benzer Tezler
- İnsan serum albumin baskılanmış eş boyutlu manyetik poli(glisidil metakrilat) partiküller
Human serum albumin imprinted monodisperse magnetic poly(glycidyl methacrylate) beads
FATMA KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADİL DENİZLİ
- DNA dizilerinin tayinine yönelik uygulama seti (kit) tipinde elektrokimyasal nanobiyosensörlerin tasarımı
Design of electrochemical nanobiosensors in the application kit type for the determination of DNA sequences
HASRET SUBAK
- Endokrin bozucu hormonlara özgü gravimetrik nanosensörün hazırlanması ve moleküler modellenmesi
Preparation and molecular modelling of specific gravimetric nanosensor for endocrine disrupting hormones
GÜLGÜN AYLAZ
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE MÜGE ANDAÇ
- Investigating allosteric modulators for pathogenic enzymes using molecular docking and molecular dynamics simulations
Patojenik enzimler ıçin allosterik modülatörlerin moleküler yerleştirme ve moleküler dinamik simülasyonları kullanılarak araştırılması
MERVE YÜCE
Doktora
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
- Development of immunoaffinity enrichment techniques for measurement of gfap protein in serum by id-lc-ms/ms method
Serumda gfap proteininin ıd-lc-ms/ms yöntemi ile ölçümü için immünoafinite zenginleştirme tekniklerinin geliştirilmesi
SELİN YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MERVE ÖZTUĞ KILINÇ