Meme kanseri tedavisinde kullanılmak üzere genistein yüklü nanopartiküllerin sentezi ve in vitro değerlendirilmesi
Synthesis and in vitro evaluation of genistein-loaded nanoparticles for breast cancer treatment
Yazar: GAMZE MELİKE BAKAR
Danışman: DOÇ. DR. AYŞEGÜL ERDEMİR ÜSTÜNDAĞ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Meme kanseri kadınlar arasında en sık görülen kanser türü olarak bilinmektedir. Meme kanserini tedavi etmek için çeşitli geleneksel yöntemler bulunsa da bu yöntemlerin birçok zararlı yan etkileri bulunmaktadır. Bu sebepten dolayı kanser tedavisi için flavonoid kullanımı gibi daha doğal yöntemler aranmaktadır. Anti-kanser etkisi bulunduğu çeşitli deneylerde gözlemlenmiş olan flavonoidler, meyve ve sebzelerde doğal olarak bulunan çeşitli kimyasallardır. Soya ürünlerinde bolca bulunan genistein flavonoid ailesinin bir üyesidir ve kanseri azaltıcı etkisi, özellikle meme kanseri üzerinde yapılan çok sayıda çalışmada gözlemlenmiştir. Ancak genisteinin suda çözünürlüğü çok düşük olması gibi bir dezavantajı bulunmaktadır. Bu durumdan dolayı ilaç olarak işlev görmesi için çok yüksek miktarlarda kullanılması ya da çeşitli yöntemlerle çözünürlüğünün arttırılması gereklidir. Bu tez çalışması ile genisteinin çözünürlüğünü artırmak için polilaktik-ko-glikolik asit (PLGA) polimeri kullanılarak genistein enkapsüle edildi. Genistein yüklü PLGA nanopartikülleri (GenNP) ürerimi için tekli emülsiyon (o/w) çözücü buharlaştırma yöntemi kullanıldı. Üretilen nanopartiküllerin partikül boyutunu,boyut dağılım indeksini (PDI) ve zeta potansiyel değerlerini belirlemek için Zetasizer Nano ZS kullanıldı. Nanopartiküllerin yüzeyindeki fonksiyonel grupları incelemek amacıyla Fourier dönüşümlü kızılötesi (FT-IR) spektroskopisi kullanıldı. Fizikokimyasal değerlendirme sonucunda ortalama GenNP boyutu 144,4±6,28 nm, PDI değeri 0,194±0,014 ve zeta potansiyeli -31,466±1,05 mV olarak belirlendi. FT-IR spektroskopisinden elde edilen sonuçlara göre oluşan nanopartiküller PLGA özellikleri taşımaktadır ve genisteinin enkapsüle edilmesi etkin bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Üretilen nanopartikül kapsülleme verimi %23,3, ilaç yükleme kapasitesi %13,86 olarak hesaplandı. GenNP'lerin ve genisteinin, MCF-7 hücre hattında oluşturduğu sitotoksik aktivite MTT ile belirlendi. MCF-7 hücrelerine farklı konsantrasyonlarda uygulanan genistein ve GenNP'nin 48 saat inkübasyon süresi sonrasında IC50 değerleri serbest genistein için 5,924 μg/ml ve GenNP için 3,784 μg/ml olarak saptandı. Aynı zamanda, genisteinin ve GenNP'lerin, MCF-7 hücreleri üzerindeki hücre göçüne etkisi incelendi. 48 saatlik sürecin sonunda kontrol grubunda %89, sadece genistein verilen grupta %65 ve GenNP verilen grupta ise %57 oranında bir yara kapanması gözlemlendi. Bu durum GenNP'lerin genisteinin etkisini arttırarak hücre göçünü azalttığını ortaya koymuştur.
Bu tez çalışması ile meme kanserine karşı kullanılan klasik yöntemlere göre daha düşük sitotoksisite elde edilmiş, genisteinin çözünürlüğü arttırılarak meme kanserine karşı daha etkili olması sağlanmıştır.

Abstract:
Among the women around the world, breast cancer is the most common cancer type. Even though there are conventional methods that are available to treat breast cancer, they have a number of negative side effects. For these reasons, more natural cancer treatments, such as flavonoids, are being sought. Flavonoids are a type of chemicals found naturally in vegetables and fruits that has been linked to prevention and treatment of various cancer. Genistein, found in soy products, is one of these flavonoids that has been shown in numerous studies to reduce cancer risk, particularly in breast cancer. Be that as it may, due to its exceptionally low solubility, exceptionally expansive sums of natural product are required to get a few flavonoids that can be utilized as a medication. In this thesis project, genistein was injected into poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) nanoparticles to increase genistein solubility. Single emulsion (o/w) solvent evaporation method is used to produce genistein-loaded PLGA nanoparticles (GenNP). The particle size, size distribution index (PDI), and zeta potential values of the generated nanoparticles were determined using the Zetasizer Nano ZS. The functional groups on the surface of nanoparticles were investigated using FT-IR spectroscopy. The mean size of GenNP was determined by physicochemical analysis to be 144,466,28 nm,the PDI value was 0.1940,014, and the zeta potential was -31,4661,05 mV. The encapsulation efficiency of the produced nanoparticles was found to be 23,3%, and the drug loading capacity was determined to be 13,86%. Furthermore, FT-IR spectroscopy demonstrates that the formed nanoparticles have PLGA properties and that genistein encapsulation is effective. MTT was used to test the cytotoxicity of GenNPs and genistein in the MCF-7 cell line. After 48 hours of incubation, the IC50 values of genistein and GenNP applied to MCF-7 cells at different concentrations were determined to be 5,924 g/ml and 3,784 g/ml, respectively. Cell migration in MCF-7 cells was studied using genistein and GenNPs. Wound healing rates of 89% in the control group, 65% in the group given only genistein, and 57% in the group given GenNP were determined after 48 hours. This demonstrated that GenNPs increased the effect of genistein while decreasing cell migration.
When compared to traditional methods for treating breast cancer, this thesis achieved lower cytotoxicity. By increasing its solubility, genistein became more effective against breast cancer.