Kolorektal kanser hücreleri üzerindeki fotodinamik terapi etkinliğinin ftalosiyanin bazlı duyarlaştırıcı ile belirlenmesi
Determination of photodynamic therapy efficacy on colorectal cancer cells with a phthalocyanine-based sensitizer
Yazar: SALİHA TEKİNASA
Danışman: DOÇ. DR. EMRE GÜZEL
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Antikanser = Anticancer ; Fotodinamik tedavi = Photodynamic therapy ; Ftalosiyaninler = Phthalocyanines ; Sübstitüe ftalosiyaninler = Substituted phtalocyanines

Özet:
Kolorektal kanser, dünya genelinde en sık teşhis edilen ve ölüm oranı en yüksek olan hastalıklardan biridir. Risk faktörleri arasında hareketsiz bir yaşam, sigara ve alkol kullanımı, işlenmiş gıdaların yüksek miktarda tüketimi, aşırı kilolu olma ve aile geçmişinde kolorektal kanser öyküsü bulunması gösterilebilir. Bu faktörlere ek olarak yaşla birlikte kolorektal kanser görülme riski ve ölüm oranının arttığı görülmüştür. Kolorektal kanser tedavisi için yaygın olarak kemoterapi, immünoterapi ve radyoterapi yöntemleri kullanılmaktadır. Bu yöntemlerin sonucunda hastada ilaç direnci, hastalığın tekrar nüks edebilmesi ve ciddi yan etkiler görülebilir. Bu sebeple yeni tedavi yöntemleri geliştirmek için çalışmalar yapılmaktadır.
Kanser tedavisinde güncel ve umut verici bir tedavi yöntemi olarak kabul edilen fotodinamik terapi, fotoduyarlaştırıcı (FD) olarak adlandırılan ışığa duyarlı ve normal koşullarda toksik olmayan bir maddenin hastaya kan dolaşımı yoluyla (sistemik), bölgesel (lokal) veya deri üzerinden (topikal) uygulanmasının ardından belirli bir dalga boyunda aktifleştirilmesi esasına dayalı bir süreçtir. FD'nin fotoaktivasyonu sonucunda, hücre hasarı ve ölümüne sebep olan ve son derece toksik olan singlet oksijen oluşur.
Bu tez çalışmasında HT-29 kolorektal kanser hücre hattı üzerinde ilk defa sentezlenen çinko ftalosiyanin türevi fotoduyarlaştırıcı kullanılarak fotodinamik terapi etkinliğini ölçmek için fotoduyarlaştırıcının en uygun inkübasyon süresi, konsantrasyonu ve ışık dozu parametreleri araştırılmıştır. HT-29 kolorektal kanser ve WI-38 normal akciğer fibroblastik hücre hatlarına farklı konsantrasyonlarda (1-150 µM) fotoduyarlaştırıcı uygulanmış ve farklı sürelerde (24, 48, 72 saat) inkübe edilmiştir. Ardından sitotoksisite ölçümlerini yapmak için CCK-8 protokolüne göre hücre canlılık analizi gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, HT-29 hücre hattı için en etkin fotoduyarlaştırıcı konsantrasyonu 10 µM ve inkübasyon süresi 24 saat olarak belirlenmiştir. FDT çalışmaları için hücrelere etkin doz olarak bulunan 10 µM fotoduyarlaştırıcı uygulanarak 24 saat süresince inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonrası 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2 güç yoğunluklarında LED uygulaması gerçekleştirilerek hücreler inkübatörde 24 saat inkübe edilmiştir. Çalışma sonucunda 10 µM çinko ftalosiyanin türevi fotoduyarlaştırıcı uygulanan HT-29 ve WI-38 hücrelerinde 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2 güç yoğunluklu LED ışıtma sonrası 24 saatte canlılık oranının istatiksel olarak anlamlı bir şekilde azaldığı belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Fotodinamik terapi, Fotoduyarlaştırıcı, Ftalosiyanin, Kolorektal kanser

Abstract:
Colorectal cancer is one of the most commonly diagnosed diseases worldwide and has one of the highest mortality rates. Risk factors include a sedentary lifestyle, smoking and alcohol consumption, high consumption of processed foods, being overweight and having a family history of colorectal cancer. In addition to these factors, the risk of colorectal cancer and mortality rates have been shown to increase with age. Chemotherapy, immunotherapy and radiotherapy are commonly used to treat colorectal cancer. These methods can result in drug resistance, relapse and serious side effects. For this reason, efforts are being made to develop new treatment methods.
Photodynamic therapy, which is accepted as a current and promising treatment method in cancer treatment, is a process based on the activation of a light-sensitive and normally non-toxic substance called photosensitizer (FD) at a specific wavelength after it is applied to the patient through the bloodstream (systemic), regionally (local) or through the skin (topical). Photoactivation of FD produces singlet oxygen, which is highly toxic and causes cell damage and death.
In this thesis, the optimal incubation time, concentration and light dose parameters of the photosensitizer were investigated to measure the photodynamic therapy efficacy by using the first synthesized zinc phthalocyanine derivative photosensitizer on HT-29 colorectal cancer cell line. HT-29 colorectal cancer and WI-38 normal lung fibroblastic cell lines were treated with different concentrations (1-150 µM) of photosensitizer and incubated for different times (24, 48, 72 hours). Cell viability analysis was then performed according to the CCK-8 protocol to measure cytotoxicity. As a result of the analysis, the most effective photosensitizer concentration for HT-29 cell line was determined as 10 µM and incubation time was 24 hours. For PDT studies, cells were incubated for 24 hours with an effective dose of 10 µM photosensitizer. After incubation, LEDs were applied at power densities of 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2 and the cells were incubated in the incubator for 24 hours. As a result of the study, it was determined that the viability rate of HT-29 and WI-38 cells treated with 10 µM zinc phthalocyanine derivative photosensitizer decreased statistically significantly at 24 hours after LED irradiation with 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2 power density.

Keywords: Photodynamic therapy, Photosensitizer, Phthalocyanine, Colorectal cancer