Studies towards zinc(II) bisdipicolylamine complex bearing molecules, liposomes and glass microspheres for the inactivation and sequestration of bacterial cells
Bakteriyel hücrelerin inaktivasyonu ve ayrıştırılmaları için çinko(II) bisdipikolilamin kompleksi taşıyan moleküller, lipozomlar ve cam mikrokürelere yönelik çalışmalar
Yazar: HATİCE TUĞBA SELVİ
Danışman: DOÇ. DR. SERHAN TÜRKYILMAZ
Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Antibiyotiklerin yaygın ve sıklıkla gereksiz kullanımı, klinik kullanımda antibiyotiklere dirençli bakteri suşlarının sık ve sürekli olarak ortaya çıkmasına neden olmuştur. Sonuç olarak, çoğu antibiyotik sınıfları etkinliklerini yitirmekte ve artık bilinen antibiyotiklere yanıt vermeyen patojenik bakteri türleri ortaya çıkmaktadır. Antibiyotiğe dirençli bakteriler halk sağlığı için en önemli risklerden biridir.
Bu sorunu çözmek için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmektedir. Bir yaklaşım, terapötik pencerelerini genişletmek için antibiyotikleri bakteriyel hedefleme grupları ile birleştirerek bu ajanların seçiciliğini arttırmaktır. Bakteriyel hücre zarlarına ve duvarlarına bağlandığı bilinen çinko(II) bisdipikolilamin (Zn2(BDPA)) kompleksleri bu amaçla kullanılabilir. Diğer bir yaklaşım ise antibakteriyel fotodinamik terapidir (PDT). PDTde, ışığı soğurmak ve bakteri hücrelerine karşı oldukça toksik olan singlet oksijen (1O2) üretmek için bir fotoduyarlaştırıcı (örneğin, porfirinler) kullanılır, ancak bu toksisite bakteriyel hücrelere özgü değildir. 1O2'ye karşı yaygın bakteri direncinin ortaya çıkma olasılığı düşüktür. Yine başka bir potansiyel yaklaşım, bakterileri sıvılardan, özellikle kandan uzaklaştırmak ve böylece enfektif potansiyeli azaltmaktır.
Bu tezde özetlenen çalışmaların amaçları üç yönlüdür: Birinci amaç, bir dizi Zn2(BDPA) kompleksi taşıyan porfirin türevlerinin bir dizi bakteri suşuna karşı PDT etkinliğini değerlendirmektir. İkinci amaç, Zn2(BDPA) kompleksi taşıyan lipozomları geliştirmek ve antibiyotik potansiyellerini keşfetmektir. Üçüncüsü, bakteri hücrelerinin sıvılardan, özellikle kandan ayrılması için Zn2(BDPA) kompleksi taşıyan cam mikroküreler geliştirmektir.

Abstract:
The widespread and frequent unnecessary use of antibiotics has resulted in the frequent and continuous emergence of bacterial strains resistant to antibiotics in clinical use. As a result, antibiotics are becoming obsolete, and now pathogenic bacterial strains exist that do not respond to known antibiotics. Antibiotic-resistant bacteria are one of the most important risks to public health.
There are several approaches that could be taken to tackle this problem. One approach is to enhance the selectivity of antibiotic agents by conjugating them with bacterial targeting groups to widen their therapeutic window. Zinc(II) bisdipicolylamine (Zn2(BDPA)) complexes, which are known to bind to bacterial membranes and walls, can be used for this purpose. Another approach is antibacterial photodynamic therapy (PDT). In PDT a photosensitizer (e.g., porphyrins) is used to absorb light and generate singlet oxygen (1O2) which is highly toxic towards bacterial cells, although this toxicity is not cell-specific. The probability of emergence of widespread bacterial resistance towards 1O2 is known to be low. Yet another potential approach is to remove bacterial from liquids, particularly blood, and thus reduce the infective potential. 
The aims of the studies summarized in this thesis are three-fold: The first objective is to evaluate the PDT efficacy of a number of Zn2(BDPA) complex bearing porphyrin derivatives against a number bacterial strains. The second objective is to develop Zn2(BDPA) complex bearing liposomes and to explore their antibiotic potential. The third is to develop Zn2(BDPA) complex bearing glass microspheres for sequestration of bacterial cells from liquids, blood in particular.