Kanser tedavisinde kullanılmak üzere ipek protein nanopartiküllerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of silk protein nanoparticles to be used in cancer therapy
Yazar: EDA YALÇIN
Danışman: PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Kanser =   ; Larinks = Larynx ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; İpek = Silk

Özet:
Son yıllarda kanser tedavisinde yeni nesil bir yöntem olarak kanser hücrelerini hedeflemeye yönelik metodlar geliştirilmekte böylece sağlıklı hücrelerin zarar görmesi engellenebilmektedir. Bu yöntemlerden biri olan siRNA tedavisi, doğrudan sorunlu gene mRNA düzeyinde etki ederek potansiyel bir terapötik yaklaşıma sahiptir. Ancak siRNA'nın sahip olduğu negatif yükün etkisiyle hücre membranından kolay geçememesi, plazma ve hücresel sitoplazmada nükleazlar tarafından hızlı bir şekilde degredasyona uğrama ihtimali ve dolayısıyla yarı ömrünün kısa olması terapötik kullanımını kısıtlayan engellerdendir. Dolayısıyla, siRNA taşınımı için etkili ve uygun bir taşıyıcı sisteminin kullanımına ihtiyaç duyulmaktadır. DNA, RNA ya da ilaç gibi ajanların hücre içine alınmalarını kolaylaştırmak ve olası toksisiteleri minimuma indirmek için nanopartiküller uygun boyutlarıyla taşıyıcı olarak sıklıkla kullanılmaktadır. İpek protein nanopartiküller toksik olmamaları, biyobozunur olmaları, vücuttan kolay atılabilmeleri, kararlılıkları ve fonksiyonel gruplar içermeleri nedeniyle hücre kültürü ve doku mühendisliği araştırmalarında kullanılan FDA onayı almış bir malzemedir. Ayrıca, genetik materyal taşıyıcısı olarak yüksek transfeksiyon etkisi ve DNaz enzimlerine karşı dirençliliği nedeniyle viral olmayan taşıyıcı sistemlerde son yıllarda tercih edilen cazip malzemelerdendir. 
Bu tez kapsamında serisin ve fibroin ipek proteinleriyle albuminin farklı oranlardaki etkileşimleriyle elde edilen dokuz farklı nanopartikül yapısı sentezlenmiş, optimizasyon ve karakterizasyonları yapılmıştır. Nanopartiküller PLL (poli-l-lizin) ile etkileştirilerek siRNA bağlanması arttırılmış ve ligand olarak hiyaluronik asit (HA) ile modifiye edilerek larinks kanseri hücrelerine seçimli nanopartiküller elde edilmiştir. CK2, ASH2L ve Siklin D1 hedefleyen siRNA'lar ile donatılan nanopartiküllerin gen susturma etkinliği HEp-2 hücre hattında in vitro ve fare modellerinde in vivo olarak incelenmiştir.
Elde edilen sonuçlar, PLL ile dekore edilmiş, HA bağlı albumin:serisin (Alb:Ser) 2:1 w/w nanopartiküllerinin, diğer nanopartikül yapılarına göre siRNA taşınımı için daha iyi bir aday olduğu ve larinks kanseri tedavisinde umut vaat edici terapötik potansiyelin olduğunu göstermektedir.

Abstract:
For the treatment of cancer in recent years, new generation methods are being developed by directly targeting of cancer cells, thereby preventing damage to healthy tissue. siRNA therapies are one of the new generation therapeutics; by acting directly at the level of problematic gene's mRNA. However, due to its negative charge, siRNA cannot easily pass across the cell membrane so have several limitations such as inability to penetrate efficiently into cells. Also, because of the siRNA's high possibility of enzymatic degradation by nucleases, their half-life is very short. An effective and suitable carrier system is needed for transportation of siRNA. Nanoparticles with appropriate sizes, are being frequently used as carriers to minimize the toxicity and to facilitate the RNA/DNA/therapeutics into the cells. FDA approved silk protein materials are being investigated for tissue engineering and cell culture with their not toxic, biodegradable, easy elimination from the body and stability properties. They are commonly used as drug delivery systems, also as a genetic material carrier as a non-viral system, due to their high transfection effects and resilience of the enzyme DNase.
In this thesis, sericin and fibroin were interacted with albumin at various ratios and nine different nanoparticles were synthesized, optimized and characterized. siRNA binding was enhanced by decorating the nanoparticles with PLL (poly-l-lysine) and targeted nanoparticles against to larynx cancer cells were obtained by modifing them with hyaluronic acid (HA) as a ligand. Nanoparticles were loaded with CK2, ASH2L and Cyclin D1 targeting siRNAs and gene silencing efficiencies were investigated in HEp-2 cell line and mouse models. 
Obtained results demonstrated that PLL modified HA attached albumin:serisin (Alb:Ser) 2:1 w/w nanoparticles are better candidate for siRNA delivery among others due to their promising therapeutic potential in larynx cancer therapy.