Development of EPPT1 targeted biocompatible drug delivery system and investigation of its anticancer activity
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Medipol Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMEDİKAL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: EZGİ KARACA
Danışman: YÜKSEL DURMAZ Yasemin
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son zamanlarda grafenin (G) diğer biyomalzemelere göre üstün öözellikleri onu antikanser ilaç taşıma sistemi, gen ve peptit taşınmasında önemli bir material haline getirmiştir. Bir diğer yandan toksit etkileri kullanımı sınırlandırabilir. Grafen oksit (GO) onu hidrofilik yapan çok sayıda fonksiyonel oksijen grubu bulundurur. Fakat GO`in sahip oldu sp3 hibridize karbonları sebebiyle kusurlu yüzey oluşumu bulunmaktadır. GO üzerindeki oksijen grubunun azaltılmasıyla bu problem ortadan kalkabilir fakat çözünürlüğü kısmen azalır. Bunun için indirgenmiş grafen oksit (rGO) yapısı GO'in oksijence zengin gruplarının indirgenmesiyle elde edilir. rGO daha düzgün ve geniş yüzey alanı ve daha az toksisiteye neden olması rGO'yu biyolojik uygulamalar için daha cazip kılar. Fakat suda çözünürlüğünün ve biyouyumluluğunun düşük olması aşılması gereken bir sorundur ve bunun için genellikle yüzey kaplama stratejileri takip edilir. Poli(etilen glikol) (PEG) yüzey alanı kaplaması için kullanılan polimerlerden olup, kaplandığı nanoparçacığın kandaki dolaşım süresini uzatır ve immün hücreler tarafından karaciğer ve dalaktan atılımını engeller. Bu tez çalımasında, EPPT1 peptidiyle hedefli hale getirilmiş, rGO'nun biyouyumluluğunun iyileştirildiği grafen bazlı bir ilaç taşıma sisteminin geliştirimesi çalışılmıştır. Grafen oksidin yüzeyi indirgenirken poli [(etilen glikol metakrilat)-ko- (metil metakrilat)-ko-(1-pirenmetakrilat) -ko-(3-azido propil metakrilat)] P[PEGMA-co-MMA-co-PMA-co-AzPMA]'nın π-π etkileşimiyle yüzeye kaplanmasıyla biyouyumluluk arttırılıp, fonksiyonlanabilir hale getirilmiştir. Hedefleyici ajan EPPT1 peptidi grafen yüzeyinin sahip olduğu azit gruplarına click reaksıyonu kullanılarak aşılanmıştır. Kanser hücrelerin hücre zarında yüksek orandaki varlığı bilinen reseptorlerden olan uMUC1 reseptorünü tanıyan peptit konjugasyonuyla grafen tabanlı ilaç tasıma sistemi hedefli hale getirilmiştir. Hedeflenen biyouyumlu nanoplatform kaplanan kopolimerdeki PEG gruplarının uzunluğu (500 g/mol ve 2000 g/mol) ve iyonik azit gruplarının varlığının ilaş yükleme ve salım davranışına etkileri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Ayrıca, ilacın kompozisyona yüklenme sırası ve yüzeyde hedefleyici ajanın varlığının ilaç salım davranışı üzerine etki ettiği gözlenmiştir. % 95'e kadar ilaç yükleme kapasitesine sahip sistemin asidik (pH:5.5 ) ve nötr (pH:7.4) ortamlarda ilaç salım profilleri ortaya koyulmuştur. Elde edilen taşıyıcıların antikanser aktivitesi, MTS ve Resazurin testleri kullanılarak MCF-7 ve MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde test edildi. Bunun sonucunda daha uzun PEG'li kopolimerleri ilaç salımının yavaşlamasına ancak biyouyumluluğun ve çözünürlüğün artmasına sebep olduğu, azit grubu içeren kompozisyonların Doxorubisin (Dox) ilacıyla arasındaki iyonik etkileşim daha hızlı bir ilaç salım profili oluşturduğu, hedefleyici peptide EPPT1 konjugasyonu sonrası kompozisyonlarda her iki PEG uzunluğunda (500 g/mol ve 2000 g/ mol) yük dengeliyici etki gösterdiği ve ilaç salımını yavaşlattığı gibi etkiler gözlenmiştir. İlaç salım profilleri de belirlenen farklı kompozisyonalarla in-vitro deneyler yapılarak, MTS, Resazurin testi meme fibroblast sekonder hücre hatlarında (MCF-7 ve MDA-MB-231) negatif kontrol, pozitif kontrol, boş taşıyıcı, hedefli ilaçsız ve hedefli Dox yüklü taşıyıcılar test edilmiştir. Sonuçlar ışığında Dox'un dalga boyu sebebiyle Resazurin testi en güvenilir test olarak seçilmiştir. PEG2000 içeren kompozisyonlar için 7.5 μg/ ml Dox içeren hedeflenmiş rGO nanotaşıyıcılarla etkileşmiş hücrelerin 48 saat sonrasında yalnızca % 24 oranında canlı kalabildiği aynı koşullarda Dox ile muamele edilen hücrelerin ise % 25'inin canlı kaldığını gözlemlenmiştir.. Son olarak kompozsiyonların seçici olarak hücreye giriş kabiliyetlerini gözlemlenmek amacıyla eş odaklı mikroskopi ve akış sitometrisi ile nitel ve nicel olarak kanser hücrelerindeki etkinliği gözlemlenmiştir. Bunların sonucunda EPPT1 peptit içeren taşıyıcıların seçici olarak diğerlerine göre hücre içinde birikiminin fazla olduğu kanıtlanmıştır.