Glioblastom tedavisinde ileri yaklaşım: Tümör mikroçevresine duyarlı ve dual etkili nanopartiküler sistemlerin radyoterapinin etkinliğini artırmak için tasarlanması ve değerlendirilmesi
Advanced approach in glioblastoma treatment: Design and evaluation of tumor microenvironment-sensitive and dual-acting nanoparticular systems to enhance the efficacy of radiotherapy
Yazar: BERİL TAŞ TOPÇU
Danışman: PROF. DR. LEVENT ÖNER
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı / Biyofarmasötik ve Farmakokinetik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Glioblastoma = Glioblastoma ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Poli (ADP-riboz) polimerazlar = Poly (ADP-ribose) polymerases ; Radyoterapi = Radiotherapy ; Tümör mikroçevresi = Tumor microenvironment ; İlaç hedefleme = Drug targeting

Özet:
Glioblastom hızlı proliferasyon, yüksek invazyon gibi özellikleri nedeniyle en agresif beyin tümörlerindendir. Bu tez çalışması kapsamında, radyoterapi ve kemoterapi yaklaşımlarının birlikte kullanılarak glioblastomun (GBM) etkin tedavisini sağlamak üzere; scFvEGFR ile tümöre hedeflendirilmiş, radyoterapinin etkinliğini artırmak üzere Perflorokarbon içeren, radyoterapi sonrası GBM hücrelerinde meydana gelecek hasarın onarılmasını engellemek üzere talazoparib (TLZ) yüklenmiş poli(laktik-ko-glikolik asit (PLGA) nanopartikül  formülasyonları tasarlanmış, hücre kültürü ve tümör geliştirilmiş deney hayvanları üzerindeki etkinliği değerlendirilmiştir.  TLZ içeren metil selüloz nanokapsüllerinin (MSN) ve PLGA nanopartiküllerin hazırlanması için çözücü ekstraksiyon ve evaporasyon yöntemi kullanılmıştır. PAA/EDC/NHS kaplı, TLZ yüklü MSN ve tetradekaflorohekzan içeren PLGA nanopartikül formülasyonlarına scFvEGFR konjugasyonu gerçekleştirilmiş ve sonuç formülasyon hazırlanmıştır. Sonuç formülasyonların küresel yapıda olduğu ve uzun süreli salım sağladığı tespit edilmiştir. Formülasyonların hücre kültüründe belirli düzeyde hücreler üzerinde sitotoksisiteye sahip olduğu gösterilmiştir. Formülasyonun hedeflendirme maddesi (scFvEGFR) taşımasının hücre kültüründe hücre içi alımını artırdığı gösterilmiştir. İn vivo çalışmalarda sonuç formülasyonun diğer formülasyonlara ve TLZ çözeltisine göre sıçanlarda GBM modeli tedavisinde etkili olduğu gösterilmiştir. Bu sonuç TUNEL yöntemi ile teyit edilmiştir. Tümör büyüklüklerinin değerlendirmesinde histopatolojik sonuçlar ve MR sonuçları arasında güçlü bir korelasyon bulunmuştur. Biyodağılım çalışmalarında TLZ çözeltisine göre sonuç formülasyonun beyin dokusuna daha yüksek oranda TLZ taşınmasını sağladığı gösterilmiştir.Literatürdeki güncel araştırmalarda tümördeki hipoksik bölgeler nedeniyle radyoterapide etkin sonuçlar alınamadığı ve güçlü bir radyo-duyarlılaştırıcı olması nedeniyle oksijen molekülünün bu problemin aşılmasında etkin rol alabileceği bildirilmiştir. Bu nedenle tez kapsamında geliştirlecek nanopartikül formülasyonunda yüksek oksijen taşıma kapasitesine sahip olan perflorokarbon kullanılacaktır.
Ayrıca antikorlara göre daha az immünojenik ve küçük boyutta olmaları nedeniyle nanopartiküllerin hedeflendirilmesinde hastalığa spesifik hedefleme ligantlarından antikor fragmanları kullanılacaktır. 
Poli (ADP-riboz) polimeraz (PARP) inhibitörleri, hücrelerde meydana gelen DNA hasarını onarılmasını sağlayan PARP'ı inhibe ederek etki göstermeleri ve kemoterapötik ilaçlara göre daha az yan etki oluşturmaları nedeniyle tümör tedavisinde oldukça dikkat çekmektedir. Bu nedenle tez kapsamında etkin madde olarak bir PARP inhibitörü kullanılması hedeflenmektedir.
Bütün bu bilgilerin ışığı altında bu tezin amacı, glioblastomun tedavisini sağlamak üzere, hedeflendirilmiş, perflorokarbon ve etkin madde içeren PLGA nanopartikül  formülasyonlarının tasarlanması ve hücre kültürü ve tümör geliştirilmiş deney hayvanları üzerindeki etkinliğinin değerlendirilmesidir.

Abstract:
Glioblastoma is one of the most aggressive brain tumors due to its features such as rapid proliferation and high invasion. Within the scope of this thesis study, in order to provide effective treatment of GBM by using radiotherapy and chemotherapy approaches together; Poly(lactic-co-glycolic acid (PLGA) nanoparticle formulations, targeted to the tumor with scFvEGFR, containing Perfluorocarbon to increase the effectiveness of radiotherapy, and loaded with PRP to prevent the repair of damage to GBM cells after radiotherapy, were designed, and their effectiveness on cell culture and tumor-developed experimental animals was evaluated. Solvent extraction and evaporation method was used to prepare talazoparib (TLZ) -containing methylcellulose nanocapsules (MSN) and PLGA nanoparticles. scFvEGFR was conjugated to PAA/EDC/NHS-coated, TLZ-loaded methylcellulose nanocapsule and tetradecafluorohexane-containing PLGA nanoparticle formulations, and the resulting formulations were prepared with a spherical structure and has been found to provide long-term release. It has been shown that the formulations have a certain level of cytotoxicity on cells in cell culture and that the targeting agent (scFvEGFR) increases the intracellular uptake in cell culture. In in vivo studies, the resulting formulation was shown to be effective in treating the GBM model in rats compared to other formulations and TLZ solution. This result was confirmed by the TUNEL method. A strong correlation was found between histopathological results and MRI results in the evaluation of tumor sizes. Biodistribution studies showed that the resulting formulation provided a higher rate of TLZ transport to the brain tissue compared to the TLZ solution.