Görüntüleme kılavuzlu ve tedaviye yönelik nanoparçacıkların sentezi ve in vitro uygulamaları
Synthesis of monitoring mediated and therapy oriented nanoparticles and in vitro applications
Yazar: BİLAL DEMİR
Danışman: PROF. DR. SUNA TİMUR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Biyomedikal uygulamalardaki büyüyen ihtiyaca yönelik olarak
multifonksionel nanopartiküllerin diğer bir tanımla tek bir partikülde hem tedavi
hem de diyagnoz özelliği taşıyan teranostiklerin gelişimi hızlanmıştır. Bu bağlamda
teranostiklerin etkin hücresel alımını sağlamak için çeşitli kompozisyon ve
biyokonjugasyonlar ile görüntüleme kılavuzlu terapi amacıyla birçok stratejiye
başvurulmuştur. Bu tez projesinde, multifonksiyonel nanopartiküller, yenilikçi
teranostikler olarak tasarlandı ve sentezlendi. Genel tasarım olarak, teranostiklere
yönelik sentez stratejileri dünyada en çok mortalitenin ikinci görüldüğü hastalığa
ilişkin olarak kanserli hücre hatlarına göre planlanmıştır. Tez çalışmasında
kullanılan ana nanopartiküller, yüzey modifikasyonu, polimer kaplama,
enkapsülasyon ve folik asit ya da antikor ile biyokonjugasyonu ile yapılan ileri
işlevselliğe ve hedefleme kabiliyetine sahip altın nanopartiküller (AuNP), karbon
noktalar (CD) ve lipozomlar ve niozomları gibi veziküler sistemlerdir. Bunun için,
fonksiyonel polimer kaplı AuNP'ler, FA bağlanmış niozomlar ve anti-CD44 bağlı
lipozomlar ve bununla beraber moleküler baskılanmış polimer kaplı CD'ler
çalışılmıştır. Tüm nanopartiküllerin sentezi sonrasında, ilgili karakterizasyon ve
takibinde in vitro hücre temelli çalışmalar teranostiklerin toksisite, hücre alımı,
biyogörüntüleme ve kemo/radyo- ya da fotodinamik terapiuygulamaları ile
multimodal özellikleri incelenmiştir. Tez kapsamında elde edilen tim sonuçlar, bu
fütüristik partiküllerin aydınlatılmış karakteristikleri ve artırılmış biyokimyasal
performansları sayesinde klinik amaçlar doğrultusunda etkin araçlar olabileceğini
işaret etmektedir.

Abstract:
Growing needs in biomedical applications have driven the development of
multifunctional nanoparticles in other terms of theranostically engineered
nanoparticles that carry both therapeutic and diagnostic properties in a single
nanoparticle structure. In this regard, many strategies to point effective cellular
uptake of theranostics have been approved via various assembling and
bioconjugate architectures in the way of imaging guided targeted therapy. In this
thesis project, multifunctional nanoparticles are designed and synthesized as novel
theranostics. For the general concept, the synthesis strategies of theranostics were
planned according to cancerous cell lines which the disease causes the most
second mortality in the world. The main nanoparticles used in the thesis consist of
gold nanoparticles (AuNPs), carbon dots (CDs) and vesicular systems such as
liposomes and niosomes as their post-functionalization by polymer coatings,
surface passivations, encapsulations and bioconjugations with folic acid (FA) and
antibodies to generate efficient targeting for those theranostics. For this,
functional polymer coated AuNPs, FA tagged niosomes and anti-CD44 tagged
liposomes by incorporating various bioactive structures as well as molecularly
imprinted polymer coated CDs to be used in active targeting and monitoring of
cancer cells were studied. After the synthesis part of all those multifuntional
particles, relative characterizations and the following in vitro cell-based studies
were conducted to investigate the multimodal properties of the theranostics by
toxicity, cell uptake, bioimaging and chemo/radio- or photodynamic therapy
applications. Whole results indicate that those futuristic particles can be efficient
tools for the clinical purposes with their illuminated characteristics and increased
bioperformances.