Kolorektal kanserlerin lokal tedavisinde oral uygulanabilen nanopartiküler ilaç taşıyıcı sistem geliştirilmesi ve in vitro/in vivo değerlendirilmesi
Formulation of orally administered nanoparticulate drug delivery system in the local treatment of colorectal cancer and in vitro/in vivo evaluation
Yazar: SEDAT ÜNAL
Danışman: PROF. DR. EREM BİLENSOY
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Kolorektal neoplazmlar = Colorectal neoplasms ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Siklodekstrinler = Cyclodextrins ; Tedavi = Treatment ; İlaç formülleri = Formularies ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers ; İn vitro = In vitro ; İn vivo = In vivo

Özet:
Antikanser ilaçlar fizikokimyasal özelliklerine bağlı kısıtlamalardan dolayı genellikle parenteral olarak uygulanmak zorundadır. İlacın seçici olmayan biyodağılım ve parenteral uygulamanın zorluğu, hasta uyuncu ve tedavinin etkinliğini azaltmaktadır. Bu çalışmada, kolorektal kanser tedavisi için, oral olarak uygulanabilen, hastanın kendi kendine uygulama olanağı olduğu için uyuncu daha yüksek, taşıdığı etkin maddeyi kolona ulaştırarak tümörlü bölge için lokal bir tedavi imkanı sunan bir ilaç taşıyıcı sistem geliştirilmesi amaçlanmıştır. Kolon kanseri hücrelerine karşı güçlü antikanser etkinliği bilinen ancak çözünürlük ve fizyolojik koşullarda stabilite sorunundan dolayı klinik uygulamada sınırlı kalınan kamptotesin model etkin madde olarak seçilmiştir. Kolonik bakterilerce parçalanarak taşıdığı etkin maddeyi büyük oranda kolonda serbestleştirmesi öngörülen amfifilik siklodekstrinlerin (6-O-CAPRO-β-CD ve Poly-β-CD-C6) nanopartikülleri hazırlanmış ve (6-O-CAPRO-β-CD) nanopartikülleri ayrı ayrı kitosan (CS) ve polietilenimin (PEI) polimerleri ile kaplanarak pozitif yüzey yükü kazandırılmıştır. Nanopartiküller nanoçöktürme yöntemi ile hazırlanmış, boş ve ilaç yüklü formülasyonların in vitro karakterizasyonları, simüle gastrointestinal sıvılarda salım ve stabilite, müsinle etkileşim ve mukus tabakasına penetrasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Oral uygulama için geliştirilen nanopartiküllerin güvenlilik (L929), intestinal permeabilite (Caco-2) ve antikanser etkinlikleri (HT-29) in vitro hücre kültürü çalışmalarıyla değerlendirilmiştir. İn vitro çalışmalarla, optimum özellikleri taşıdığı görülen (Poly-β-CD-C6) nanopartikülleri ile in vivo etkinlik ve in vivo görüntüleme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışmalar sonunda, kamptotesin yüklü (Poly-β-CD-C6) nanopartiküllerinin kolorektal tümörlerin tedavisinde oral yolla uygulanabilen, kolonda lokalize olarak taşıdığı ilacı tümörlü bölgeye ulaştırabilen ve etkin bir tedavi imkanı sunan ilaç taşıyıcı sistem özelliği ortaya konmuştur.

Abstract:
Anticancer drugs need to be administered via the parenteral route because of limitations arising from their physicochemical properties. Non-specific biodistribution and difficulty in parenteral administration adversely affect patient compliance and efficacy of treatment. In this study, it is aimed to develop a drug delivery system that can be administered orally, which provides a local treatment opportunity for the tumor region by delivering the active substance to the colon in the treatment of colorectal cancer. Camptothecin, known for its potent anticancer activity against colon cancer cells, but limited in clinical practice due to poor solubility and stability under physiological conditions, has been selected as the model drug. Nanoparticles of the amphiphilic cyclodextrins (6-O-CAPRO-β-CD and Poly-β-CD-C6) intended to be degraded by colonic bacteria to release the drug in the colon were prepared and (6-O-CAPRO-β-CD) nanoparticles coated with chitosan (CS) and polyethyleneimine (PEI) polymers to give positive surface charge. Blank and drug loaded nanoparticles were prepared by nano-precipitation method and their in vitro characterization, release profiles in gastrointestinal fluids, physical stability, interaction with mucin and penetration to mucus layer were performed. The safety of nanoparticles (L929), intestinal permeability (Caco-2) and anticancer activities (HT-29) were evaluated by in vitro cell culture studies. In vivo studies and in vivo imaging studies were performed with nanoparticles (Poly-β-CD-C6) which were found to have optimum properties during in vitro studies. Conclusion, it has been shown that with camptothecin loaded Poly-β-CD-C6 nanoparticles, an orally administered nanoparticulate drug delivery system can deliver the drug to the tumor area localized in the colon and provides an effective treatment for colorectal cancers via the oral route.