Biyo-bazlı tek adımda sentezlenen kolloidal metalik/bimetalik nanopartiküllerin amiloid beta plak oluşumunu engelleme potansiyelinin ın vıtro Alzheimer modeli üzerinde araştırılması
Investigation of the potential of bio-based one-step synthesited colloidal metallic/bimetallic nanoparticles to inhibit amyloid beta plaque formation on an in vitro Alzheimer's model
Yazar: ÖMER BÜYÜKÜNAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLCİHAN GÜLSEREN
Konya Gıda ve Tarım Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Kolloidal gümüş = Colloidal silver ; Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles

Özet:
Alzheimer hastalığı özellikle yaşlı popülasyonda prevelansı sürekli artan ve demansın en büyük sebebi olan nörodejeneratif bir hastalık olarak bilinmektedir. Araştırmalar amiloid beta plaklarının nörotoksisiteye sebebiyet verdiğini ve sonuç olarak beyin yapısında, korteksten hipokampüse doğru etki eden bir küçülme meydana getirdiğini ve sonucunda demansa sebebiyet verdiğini göstermiştir. Alzheimer hastalığına karşı günümüzde asetilkolinesteraz inhibitörleri, NDMA reseptör antagonistleri gibi semptomatik tedaviler uygulanmaktadır. Ancak bu tedaviler sadece hastalığın sürecini yavaşlatmaktadır. Amiloid beta plaklarının oluşturduğu toksisitenin geri dönüşsüz bir şekilde oluştuğu bilinmektedir. Hastalığa karşı erken dönemde bu plakların oluşmasını engellemek, hastalığın ilerlemesini yavaşlatmak süreci yönetmek için önemli avantajlar sağlayabilir. Literatürde bazı metal nanopartiküllerin amiloid beta plakalarını engelleme ve çözündürme potansiyelleri tespit edilmiştir. Bu nanopartiküllerin tek metal yerine iki metal kullanılarak bimetalik olarak sentezlenmesi, birleştirilen metallerin farklı özelliklerinden yararlanılmasına olanak sağlamaktadır. Son dönemlerde metal nanopartiküllerin kimyasal veya fiziksel sentez yöntemleri yerine yeşil sentez yöntemiyle sentezlenmesi nanopartikülleri biyouyumlu hale getirmekte ve tedavide toksisitenin olmamasına veya azaltılmasına katkı sağlamaktadırlar.
Çalışmamızda nörorejeneratif etki de gösterebileceği düşünülen özellikte olan kolajen-benzeri peptit kullanılarak tek adımda biyo-bazlı sentezlenen altın, gümüş ve altın-gümüş bimetalik nanopartiküllerin komşu dokuya zarar vermeden amiloid beta plak oluşumunu engelleme etkinlikleri in vitro ortamda, diferansiye edilen SH-SY5Y hücreleri kullanılarak oluşturulan Alzheimer hastalığı modeli üzerinde araştırılmıştır. Araştırmamızda kullanılan bu üç farklı kolloidal nanopartikül amiloid beta plak oluşumunu engelleyici etki göstererek hücre canlılığını arttırıcı etki göstermişlerdir. Metal nanopartiküller küçük boyutları sayesinde kan beyin bariyerini geçebilmesi ve amiloid beta plaklarınının oluşumunu engelleyen özellikleri ile sentezlenmesinde kullanılan kolajen benzeri peptitlerin nörojeneratif etkilerinin birleştirilerek orta vadede Alzheimer hastalığı için tedavinin bir parçası olabileceği düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Alzheimer Hastalığı, Amiloid beta, Bimetalik Nanopartiküller, İnhibisyon, Kolajen, Nöroblastoma hücreleri

Abstract:
Alzheimer's disease is known as a neurodegenerative disease, the prevalence of which is constantly increasing, especially in the elderly population, and is the biggest cause of dementia. Research has shown that amyloid beta plaques cause neurotoxicity and, as a result, cause a shrinkage in the brain structure that acts from the cortex to the hippocampus, resulting in dementia. Symptomatic treatments such as acetylcholinesterase inhibitors, NDMA receptor antagonists are applied against Alzheimer's disease today. However, these treatments only slow down the process of the disease. It is known that the toxicity caused by amyloid beta plaques occurs irreversibly. Preventing the formation of these plaques at an early stage against the disease, slowing the progression of the disease can provide important advantages for managing the process. In the literature, the potentials of some metal nanoparticles to block and dissolve amyloid beta plates have been identified. The bimetallic synthesis of these nanoparticles using two metals instead of one metal allows us to take advantage of the different properties of the combined metals. Recently, the synthesis of metal nanoparticles by green synthesis method instead of chemical or physical synthesis methods makes nanoparticles biocompatible and contributes to the absence or reduction of toxicity in treatment.
Our study thought that would show neuroregenerative effect, especially the collagen-like peptide in one step by using bio-based synthesized gold, silver, and gold-silver bimetallic nanoparticles without damage to neighboring tissue amyloid beta plaque formation in vitro environment blocking activities in the differentiated SH-SY5Y cells generated using a model of Alzheimer's disease was investigated. These three different colloidal nanoparticles used in our research showed an effect on inhibiting the formation of amyloid beta plaques and increasing cell viability. It is thought that metal nanoparticles can cross the blood brain barrier due to their small size and prevent the formation of amyloid beta plaques by combining the neurogenerative effects of collagen-like peptides used in their synthesis and may be part of the treatment for Alzheimer's disease in the medium term.

Keywords: Alzheimer's Disease, Amyloid beta, Bimetallic nanoparticles, Collagen Inhibition, Neuroblastoma cells