Toksoplazmoz hastalığına karşı, aşı uygulama amaçlı peptit polimer partiküllerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of peptide-polymer particles for vaccine application against toxoplasmosis
Yazar: KÜBRA GÖZÜTOK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RABİA ÇAKIR KOÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Toxoplasma gondii (T. gondii), zorunlu hücre içi bir parazittir ve protozoa ailesinin bir üyesidir. İnsanlar T. gondii bulaşmış gıdaların ve suların tüketilmesiyle, doku nakli, kan transfüzyonu, laboratuvar kazaları ile sonradan, ya da doğuştan enfekte olurlar. İnsanlarda T. gondii, yeni doğanlarda fetal anomalilere yol açan konjenital toksoplazmoz, körlüğe sebep olan retinokoroidit, immün sistem yetmezliği olan kişilerde fatal seyreden toksoplazmik ensefalite neden olur. Koyunlar için, T. gondii enfeksiyonuna karşı kullanımı onaylı sadece bir tane veteriner aşısı olmasına rağmen, insanlarda henüz bu enfeksiyondan korunmak için bir aşı bulunmamaktadır. Dünya nüfusunun yaklaşık üçte birinin Toxoplasma gondii ile enfekte olduğu göz önünde alındığında etkin bir aşı geliştirmenin önemi ortaya çıkmaktadır. Aşı çalışmalarında subunit aşılar önemli bir yere sahip olsa da; etkin bir kullanım için taşıyıcı sistemler ve adjuvan gereksinimi göze çarpmaktadır. Son yıllarda nanoaşılar; kolay taşınım, antijenin degradasyondan korunması ve antijenin yavaş salımı nedeniyle tek dozda etkin olması gibi avantajları nedeniyle giderek kullanımı artan yeni bir aşı uygulaması olmaktadır. 
Poli (Laktik-ko-Glikolik Asit) Amerikan Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ve Avrupa İlaç Ajansı tarafından onaylı, biyouyumlu ve biyobozunur bir kopolimerdir. PLGA hidrolize uğradığında vücut tarafından kolayca metabolize edilebilen laktik asit ve glikolik asit monomerlerine parçalanmaktadır. PLGA polimerinden sentezlenen nanopartiküller aşı taşınımı için uygun olarak görülmekte ve nano boyutta aşı uygulamaları için kullanılmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, T. gondii parazitinin önemli bir yüzey antijeni olan SAG1 proteinine ait peptitlerinin aşı amacıyla kullanılmak üzere PLGA nanopartiküllerine enkapsülasyonu amaçlanmıştır. Peptit yüklü PLGA nanopartiküller ikili emülsiyon yöntemi ile sentezlenmiş, Ultraviyole Görünür (UV-Vis) spektrometre ile yükleme verimi hesaplanmış ve in vitro kontrollü salım çalışması yapılmış, Fourier Dönüşümlü İnfrared (FT-IR) spektrometre ile kimyasal yapısı, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile morfolojisi ve Zetasizer cihazı ile boyut ve zeta potansiyel analizi yapılmış ve MTT testi ile hücre canlılığı belirlenerek sitotoksisite testleri yapılmıştır.
Bu tez çalışması ile dünyada ilk kez T. gondii parazitinin sebep olduğu toksoplazmoz hastalığına karşı kullanılmak üzere, SAG1 proteinine ait immünolojik peptit yüklü PLGA nanopartikülleri oluşturulmuştur. Geliştirilen nanoaşı formülasyonunun üretim yöntemleri optimize edilmiş; morfolojik özellikleri, salım ve toksisite profilleri ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler: T. gondii, Toksoplazmosis, Aşı, PLGA, Nanopartikül, Nanoaşı, Kontrollü Salım

Abstract:
Toxoplasma gondii (T. gondii) is an obligate intracellular parasite which is a member of protozoa family. The ingestion of contaminated food and water, transplantation, blood fusion and laboratory accidents are the sources of T. gondii infections for humans. T. gondii can cause congenital toxoplasmosis that elicit fetal abnomalities in newborns, retinochoroditis that cause of blindness, toxoplasmic encphalitis in immunosuppressive individuals. Although there is only one approved veterinary vaccine for sheep aganist T. gondii infection, currently there is not any vaccine to protect humans from the infection. In view of one of three in the world population is infected with toxoplasmosis, the prospect of developing an effective vaccine emerges. Although subunit vaccines have an important place in vaccination studies, the need for carrier systems and adjuvant for effective use attracts attention. In recent years, nanovaccines are a new vaccine application being used increasingly because of its advantages such as easy transport, protection from degradation of the antigen and slow release of the antigen.
Poly (Lactic-co-glycolic acid) (PLGA) is a biocompatible and biodegradable co-polymer approved by American Food and Drug Administration (FDA) and Europian Medicine Agency (EMA). When PLGA is hydrolyzed, it degrades to lactic acid and glycolic acid monomers which can be easily metabolized by the body.
Nanoparticles synthesised from PLGA are seen proper vaccine delivery systems anda are used for vaccine applications in nanoscale. 
In this thesis, encapsulation of peptides of SAG1 protein which is a major surface antigen of T. gondii parasite in PLGA nanoparticles are used on purpose of vaccine development. Peptide-loaded PLGA nanoparticles synthesized by the double emulsion method, loading efficiency were calculated and in vitro controlled release test were performed with Ultraviolet Visible (UV-Vis) spectrometer, chemical structure of nanoparticles were determined by Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectrometer, morphology of nanoparticles were displayed with scanning electron microscope (SEM), size and zeta potential analysis were carried out with Zetasizer and  was cytotoxicity tests were performed by determination of cell viability by MTT assay.
Aim of this thesis is to synthesize SAG1 immunogenic peptide-loaded nanoparticles as a nanoscale vaccine against toxoplasmosis caused by Toxoplasma gondii parasite for the first time in the world.

Keywords: T. gondii, Toxoplasmosis, Vaccination, PLGA, Nanoparticle, Nanovaccine, Controlled Release