Antikanser ilaç yüklü manyetik nanoparçacıkların kanser hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi ve moleküler docking çalışmaları
Cytotoxic effect of anticancer drug loaded magnetic nanoparticles on cancer cells and molecular docking studies
Yazar: FATMANUR ÖZÇELİK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TEVFİK RACİ SERTBAKAN ; PROF. DR. SERAP YALÇIN AZARKAN
Kırşehir Ahi Evran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu çalışmada bir antikanser ajan olan İrinotekan (Irinotecan) yüklü PHB (poli-3-hidroksibutirat) ile kaplanmış demir oksit nanoparçacıklarının kanserli hücreler üzerindeki etkisinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada İrinotekan (Irinotecan) ve PHB (poli-3-hidroksibutirat) moleküllerinin 3 boyutlu çizimleri, Gauss View/5.0 paket programı ile optimizasyonu ise Gaussian/09 paket programı ile yapıldı. Daha sonra bu yapıların bağlanma bölgelerini belirlemek için Gauss View/5.0 paket programı ile MEP haritaları oluşturuldu. Origin85 programı ile de teorik IR ve Raman spektrumları çizildi. İrinotekan (Irinotecan) ve PHB (poli-3-hidroksibutirat) moleküllerinin geometrik yapı parametreleri, moleküllerin en kararlı yapısındaki bağ uzunlukları, bağ açıları ve bağlanma enerjileri gibi özellikleri teorik olarak hesaplandı. İlaç yüklü nanoparçacıklar, Biodraw ve Gaussian programlarında tamamlanıp hesaplandı. Bu yapıların anti-apoptotik proteinlerle moleküler kenetleme ve dinamik analizleri yapıldı. Aynı zamanda PHB (poli-3-hidroksibutirat) kaplı nanopartiküller nanotaşıyıcı sistemler olarak in situ sentezlendi ve İrinotekan (Irinotecan) ilacı yüklendi. Nanopartikülün ilaç yükleme kapasitesi, ilaç salınımı ve stabilitesi analiz edildi. Nanoparçacık, ilaç ve ilaç yüklü nanoparçacıkların sitotoksisitesi in vitro XTT analizleri ile test edildi. In-vitro analizde meme kanseri hücreleri üzerinde IC50 belirlendi. Hedef proteinler olan İrinotekan (Irinotecan), nanopartiküller ve İrinotekan (Irinotecan) yüklü nanopartiküllerin farklı sınıfları üzerinde in-silico analiz ve moleküler kenetleme çalışmaları yapıldı. Analiz sonucunda İrinotekan (Irinotecan) yüklü PHB kaplı nanopartiküllerin kansere karşı etkili olduğu ve potansiyel bir ilaç olma ihtimalinin yüksek olduğu görüldü.

Abstract:
In this study, it is aimed to determine the effect of iron oxide nanoparticles coated with PHB (poly-3-hydroxybutyrate) loaded with Irinotecan (Irinotecan), an anticancer agent, on cancerous cells. In the study, 3-dimensional drawings of Irinotecan (Irinotecan) and PHB (poly-3-hydroxybutyrate) molecules were made with the Gauss View/5.0 package program, and the optimization with the Gaussian/09 package program. Then, MEP maps were created with the Gauss View/5.0 package program to determine the binding sites of these structures. Theoretical IR and Raman spectra were drawn with the Origin85 program. The geometrical parameters of irinotecan (Irinotecan) and PHB (poly-3-hydroxybutyrate) molecules, their properties such as bond lengths, bond angles and binding energies in the most stable structure of the molecules were calculated theoretically. Drug-loaded nanoparticles were completed and calculated in Biodraw and Gaussian programs. Molecular coupling and dynamic analysis of these structures with anti-apoptotic proteins were performed. At the same time, PHB (poly-3-hydroxybutyrate) coated nanoparticles were synthesized in situ as nanocarrier systems and the drug Irinotecan (Irinotecan) was loaded. The drug loading capacity, drug release and stability of the nanoparticle were analyzed. The cytotoxicity of nanoparticles, drugs and drug loaded nanoparticles was tested by in vitro XTT assays. IC50 was determined on breast cancer cells in in-vitro analysis. In-silico analysis and molecular coupling studies were performed on different classes of nanoparticles loaded with target proteins, Irinotecan (Irinotecan), nanoparticles and Irinotecan (Irinotecan). As a result of the analysis, it was seen that PHB coated nanoparticles loaded with Irinotecan (Irinotecan) are effective against cancer and have a high probability of being a potential drug.