Polisorbat 80 kaplı, kurkumin ve dosetaksel yüklü PLGA nanopartiküller sistemlerin geliştirilmesi ve beyin tümörü etkinliklerinin değerlendirilmesi
Synthesis, evaluation of in vitro and in vivo activities of curcumin and docetaxel loaded polysorbate 80 coated PLGA nanoparticulate systems
Yazar: INDRIT SEKO
Danışman: PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Beyin = Brain ; Beyin neoplazmları = Brain neoplasms ; Dosetaksel = Docetaxel ; Kan beyin bariyeri = Blood brain barrier ; Kurkumin = Curcumin ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Poliglikolik asit = Polyglycolic acid ; Polisorbat = Polysorbate

Özet:
Merkezi sinir sistemi (MSS) ilaç taşıması araştırıcılar için bir zorluk oluşturmaktadır. Kan-beyin bariyeri (KBB) sistemik olarak uygulanan terapötik ajanların geçişini önemli ölçüde engeller ve beyin ekstrasellüler matrisi, lokal olarak uygulanan ajanların dağılımını ve kalış süresini sınırlandırmaktadır. Polisorbat 80 (Poly 80) kaplı Poli(laktik-ko-glikolik asit (PLGA) nanopartikülleri (Poly 80-PLGA NP'ler) bu problemlere umut veren bir çözüm sunmaktadır. Polisorbat 80 (Tween® 80) ile kaplanmış ilaç yüklü PLGA nanopartiküller, intravenöz enjeksiyondan sonra beyin kanser tedavisinde kullanılan antineoplastik ilaçların etkili bir şekilde beyine taşınmasını sağlamaktadır. Yüksek yan etkileri ve direnci gelişen olan antineoplastik ilaç grubunda yer alan dosetaksel ile birlikte kullanılan kurkumin, dosetaksel dozunu azaltarak kanser tedavisinin yan etkilerini azaltmaktadır. Bu çalışmada, PLGA nanopartikülleri tekli emülsiyon yöntemi ile 3-değişkenli 3-seviyeli Box-Behnken tasarımı ile optimize edilmiş dosetaksel (DTX) ve kurkumin (CCM) yüklü PLGA NP'ler, polimer konsantrasyonu (X1), ilaç konsantrasyonu (X2) ve organik/su oranının (X3) bağımsız değişkenler ve partikül büyüklüğü (Y1), ilaç enkapsülasyon etkinliği (Y2) ve polidispersite (PDI) (Y3) olarak yanıtları kullanılmıştır. Hazırlanan Poly80-DTX-CCM-PLGA-NP'ler partikül boyutu, polidispersite, zeta potansiyeli, ilaç enkapsülasyon etkinliği, TEM/SEM görüntüleri ve FTIR analizi ile karakterize edilmiştir. bEnd.3 endotel ve U87 glioma hücrelerinde MTT testi yapılarak, güvenli PLGA nanopartikül miktarı belirlenerek, optimum formülasyon için U87 hücrelerde etkinlik değerlendirilmiştir. Ayrıca bEnd.3 hücrelerde alımı polisorbat 80 kaplamalı NP'lerin kaplamasız olan NP'lere göre daha yüksek olduğu gösterilmiştir. In vivo olarak ise, Flamma 774 yüklü Poly 80-PLGA-NP enjekte edilen farelere in vivo görüntüleme sistemi (IVIS) kullanılarak KBB aşarak beyine geçişi gösterilmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Kan-Beyin Bariyeri (KBB), Docetaksel, Kurkumin, PLGA Nanopartiküller, Polisorbate 80 kaplama, Box-Behnken Tasarım

Abstract:
Delivery of drugs in Central Nervous System (MSS) is a major challenge for researchers. The blood-brain barrier (BBB) significantly inhibits the delivery of systemically administered therapeutic agents to the brain and limits the distribution and longevity of the locally distributed agents in brain extracellular matrix. Polysorbate 80 (Poly 80) coated PLGA nanoparticles (Poly 80-PLGA NPs) offer a promising solution to these problems. Following the intravenous injection drug loaded PLGA nanoparticles coated with Polysorbate 80 (Tween 80) provide effective brain transport method for antineoplastic drugs used in brain cancer treatment. Plant-derived curcumin, which is used in combination with antineoplastic drug with high side effects such as docetaxel, reduces side effects of cancer treatment by reducing dose of docetaxel. In this study, curcumin and docetaxel loaded PLGA nanoparticles are prepared using single emulsion method, the formulation is optimized using Box-Behnken design with 3 independent factors in 3 level, as follows; polymer concentration (X1), drug concentration (X2) and solvent/water ratio (X3) and as response NP size (Y1), drug loading ratio (Y2) and polydispersity (Y3). The prepared Poly 80-DTX-CCM- PLGA-NPs were characterized by particle size, polydispersity, zeta potential, drug loading ratio, TEM/SEM images and FTIR analysis. MTT test was performed on bEnd.3 endothelial and U87 glioma cells and IC 50 values were calculated for optimum formulation. In bEnd.3 cell line it was observed that polysorbate 80 coated PLGA NPs showed an increased uptake compared to non-coated PLGA NPs. In vivo, CD1 mice injected with Poly 80-DTX-CCM-PLGA-NPs were shown to have been transported through BBB into the brain using the in vivo imaging system (IVIS).