A comparative study of peroxynitrite-responsive and uncaged phenoselenazine photosensitizers: Mechanistic barriers in activatable PDT
Peroksinitrite duyarlı ve açık formdaki fenoselenazin fotosensitizerlerinin karşılaştırmalı incelenmesi: Aktivasyona dayalı fotodinamik terapide mekanistik engeller
- Tez No: 990080
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kanser, dünya genelinde mortalitenin başlıca nedenlerinden biri olmaya devam etmekte olup, etkili ve seçici tedavi stratejilerinin geliştirilmesi önemli bir klinik gereksinimdir. Işıkla indüklenen reaktif oksijen türlerinin üretimine dayanan fotodinamik tedavi (PDT) minimal invaziv bir yaklaşım sunsa da, fotosensitizerlerin sınırlı seçiciliği ve karmaşık tümör mikroçevrelerinde aktivasyonun yeterince kontrol edilememesi klinik uygulamayı kısıtlamaktadır. Bu bağlamda, tümöre özgü biyokimyasal tetikleyicilerle karşılaşıncaya kadar optik olarak inaktif kalan aktivasyona duyarlı fotosensitizerler umut vadeden bir strateji olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışmada, fotoaktif fenoselenazin türevi NSeOH ile peroksinitrite (ONOO?) duyarlı kafeslenmiş öncülü NSeOTf karşılaştırılmıştır. Fotofiziksel analizler, NSeOH'nin 595 nm ışık altında singlet oksijen (¹O?) ve Tip-I radikal türleri üretebildiğini, buna karşın NSeOTf'nin peroksinitrit aracılı kafes grubunun uzaklaştırılmasına kadar fotokimyasal olarak sessiz kaldığını göstermiştir. Bu aktivasyon süreci, NSeOH'nin doğrudan yeniden oluşumundan ziyade, rezonansla stabilize edilmiş ve biyolojik açıdan fototoksik olduğu öne sürülen elektronik olarak aktive bir fenoselenazin formunun ortaya çıkmasıyla sonuçlanmaktadır. İn vitro sitotoksisite çalışmaları, NSeOH'nin ölçülebilir ancak IC?? düzeylerine ulaşmayan eşik altı fototoksik etkiler oluşturduğunu, NSeOTf'nin ise standart 2D hücre kültürü modellerinde fototoksisite göstermediğini ortaya koymuştur. Bu durumun, hücre içi peroksinitrit düzeylerinin kafes grubunun uzaklaştırılması için yetersiz olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. Bulgular, fotofiziksel aktivitenin tek başına PDT etkinliği için yeterli olmadığını ve hücresel mikroçevredeki redoks-bağımlı elektronik aktivasyonun belirleyici bir rol oynadığını göstermektedir. Bu çalışma, yapısal tasarım, elektronik durum modülasyonu ve tümöre özgü redoks sinyallemesinin seçici PDT yanıtlarının elde edilmesindeki birlikte etkisini ortaya koyarak, oksidatif tümör nişlerinde aktive olan yeni nesil fotosensitizerlerin geliştirilmesine yönelik mekanistik bir çerçeve sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Cancer remains one of the leading causes of mortality worldwide, and the development of effective and selective therapies remains a major clinical challenge. Photodynamic therapy (PDT), based on the light-induced generation of reactive oxygen species, offers a minimally invasive treatment option; however, its clinical utility is limited by poor photosensitizer selectivity and insufficient control over activation within complex tumor microenvironments. Activatable photosensitizers that remain optically inactive until encountering tumor-specific biochemical triggers therefore represent a promising strategy to address these limitations. In this study, two structurally related phenoselenazine-based systems were comparatively evaluated: the photoactive compound NSeOH and its peroxynitrite (ONOO?)-responsive caged precursor, NSeOTf. Photophysical analyses demonstrated that NSeOH generates singlet oxygen (¹O?) and Type-I radical species upon excitation at 595 nm, whereas NSeOTf remains photochemically silent until peroxynitrite-mediated decaging occurs. Importantly, this activation process does not directly regenerate NSeOH but instead yields an electronically activated phenoselenazine species, whose resonance-stabilized electronic structure is proposed to be biologically phototoxic. In vitro cytotoxicity studies revealed that, despite its strong photophysical activity, NSeOH induces measurable yet sub-threshold phototoxic effects that do not reach IC?? values under the tested conditions. In contrast, NSeOTf showed no detectable phototoxicity in standard two-dimensional (2D) cell culture models, likely due to insufficient intracellular peroxynitrite levels required for decaging. These findings indicate that photophysical performance alone is insufficient to guarantee PDT efficacy and highlight the critical role of redox-dependent electronic activation within the cellular microenvironment. Overall, this work provides a mechanistic framework illustrating how molecular structure, electronic state modulation, and tumor-associated redox signaling must act synergistically to achieve selective PDT responses. The results offer guiding principles for the rational design of next-generation activatable photosensitizers tailored for oxidative tumor niches.
Benzer Tezler
- Türkiye'nin bazı yörelerinden kestane ve çiçek ballarının antioksidan aktiviteleri ve mineral içeriklerinin karşılaştırılması
A comparative study on the antioxidant activities and mineral composition of chestnut and flowerhoneys from various regions of Turkey
ESRA ULUSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
KimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. SEVGİ KOLAYLI
- İskemik stroklu hastalarda serum ürik asit ve nitrik oksit düzeylerinin değerlendirilmesi
Consideration level of blood serum uric acid and nitric oxid in ischemic strok patients
EMEL DELİBAŞ
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2012
NörolojiErciyes ÜniversitesiNöroloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH TALASLIOĞLU
- A Comparative study of verbal interaction patterns used in Turkish EFL classes
Başlık çevirisi yok
OYA YÜKSEL
- A Comparative study of cohesion and discipline in parliamentary groups of political parties
Başlık çevirisi yok
Y. TURGAY BUĞDACIGİL
- A Comparative study of computational procedures for resource constrained project scheduling problem
Başlık çevirisi yok
HASAN BALA
Yüksek Lisans
İngilizce
1991
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiDOÇ.DR. OSMAN OĞUZ