BALB/c farelerde oluşturulan deneysel kutanöz leishmaniasis üzerine maleik anhidrit-ko-4-vinil fenil boronik asit kopolimer ve maleik anhidrit-ko-4-vinil fenil boronik asit/pentamidin konjugatının etkisinin In Vivo incelenmesi
In Vivo investigation of the effect of maleic anhydride-co-4-vinyl phenyl boronic acid copolymer and maleic anhydride-co-4-vinyl phenyl boronic acid/pentamidine conjugate on experimental cutaneous leishmaniasis in BALB/c mice
Yazar: BERNA BAYSAL BAKAY
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYDA AKIN POLAT ; DOÇ. DR. GÜLDEREN KARAKUŞ
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Parazitoloji Ana Bilim Dalı / Parazitoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Parazitoloji = Parasitology
Dizin: Parazitoloji = Parasitology

Özet:
Kutanöz leishmaniasis (KL), çeşitli nedenlerle artan insan hareketliliğiyle birlikte kozmopolit bir dağılım gösteren ve her yıl artan sıklıkta görülen, milyonlarca insanı etkileyen bir paraziter hastalıktır. Tüm yaş gruplarında görülmekle beraber, çocukluk çağında daha sık rastlanmaktadır. Enfeksiyon, vektör dişi kum sineğinin insanlardan kan emmesiyle başlangıçta bir kırmızı papül şeklinde başlayarak, yavaş yavaş büyüyerek devam etmektedir. Bölgeye lökositlerin göç etmesiyle lezyon yerini kalıcı bir skatris dokusuna bırakmaktadır. Bazı KL vakaları kendiliğinden iyileşebilmekle beraber, iyileşmeyen vakalar genellikle beş değerlikli antimon tedavisine alınmaktadır. Tedavide ayrıca miltefosine (MLT), amphotericin B (AmB), paramomisin ve pentamidin (PTM) gibi ilaçlar da kullanılmaktadır. Güncel tedavilerde; zayıf biyoyararlanım, cilde nüfuz etme sınırlılığı, direnç gelişimi, maliyet gibi sınırlılıklar nedeniyle yeni tedavi ajanlarına ihtiyaç vardır. Ayrıca KL tedavi edilse bile kalıcı iz bırakabilmektedir.
Bor elementi üzerine yapılan araştırmalar, borun hücre proliferasyonu ve migrasyonunu teşvik ederek, inflamasyonu azaltıp, oksidatif stresi baskılayarak yara iyileşmesini hızlandırdığını göstermiştir. Bu çalışma ile KL güncel tedavisinde kullanılan bir ilaç olan PTM'nin sahip olduğu biyolojik aktivitenin, daha büyük mol kütleli kopolimer-ilaç etkin madde kombinasyonu ile arttırılması ve doğası gereği toksik olmayan bor bileşiklerinin yara iyileşme süreçlerine sinerjik katkı sağlaması hedeflenmiştir. 
Araştırmada bu amaca yönelik olarak Maleik anhidrid-ko-4-Vinil fenil boronik asit (MAVPBA) kopolimeri ve Maleik anhidrid-ko-4-Vinil fenil boronik asit ile Pentamidin konjugatı (MAVPBA/PTM) sentezlenerek bileşiklerin yapısal karakterizasyonu ATR-FTIR (Fourier-Dönüşümlü Infrared Spektroskopisi) ve Nükleer Magnetik Rezonans (1H-NMR ve 13C-NMR) spektroskopisi ile doğrulanmıştır. Yüzey morfolojisi ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) yöntemiyle incelenirken Jel Geçirgenlik Kromatografisi (GPC) analiz yöntemiyle de bileşiklerin mol kütleleri belirlenmiştir. Sentezlenen bileşiklerin XTT yöntemi ile sitotoksik potansiyelleri belirlenerek, sitotoksik olmayan en yüksek üç konsantrasyon in vivo çalışmalarda kullanılmıştır. 
BALB/c ırkı farelerin ayak tabanlarında oluşturulan KL modelinde, MAVPBA ve MAVPBA/PTM bileşiklerinin etkisi dört hafta boyunca dijital kumpas ile ölçülmüştür. Dördüncü hafta sonunda lezyon bölgesi; amastigot yükü ve inflamasyon bulguları açısından histopatolojik yönden değerlendirilmiştir. Araştırma sonucunda, lezyon büyüklüğü istatistiksel sonuçlarına göre bor içerikli MAVPBA kopolimer ilaç bağlayıcı deney grubunda 10-6 M konsantrasyonda en iyi tedavi etkinliği görülmüştür. MAVPBA/PTM ilaç konjugatı deney grubunda ise 10-8 M konsantrasyonda hem kendi grubuna hem de tüm gruplara kıyasla en iyi tedavi etkinliği sonucu ortaya çıkmıştır. Bu verileri histopatolojik değerlendirmeler de desteklemiştir.
Kutanöz leishmaniasis tedavisinde, mevcut antileishmanial ilaçların yüksek maliyeti, toksisitesi, direnç olasılığı ve uzun süreli kullanımının sınırlılığı gibi faktörler, yeni anti-leishmanial ilaçlara olan gereksinimi artırmaktadır. Bu araştırmada, PTM'ye bor elementi eklenerek biyolojik etkinliği artırılan yeni makromolekülün KL tedavisi için potansiyel bir terapötik ajan olabileceği sonucuna varılmıştır. Ancak, bu bileşiklerin etkinliğini, güvenliğini ve klinik uygulanabilirliğini daha iyi anlamamıza yardımcı, daha ileri ve kapsamlı çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Cutaneous leishmaniasis (CL) is a parasitic pathogen from humans in the country, where various variations have a cosmopolitan distribution with increasing human mobility and occur with increasing frequency every year. Although it is seen in all age groups, it is more common than the end of marriages. The infection begins as a red papule when the vector female sand fly takes a blood meal and gradually grows. As leukocytes migrate to the area, permanent tissue is left in place. Although some cases of CL are cured, cases that do not heal are usually included in pentavalent antimony therapy. Depots such as miltefosine (MLT), amphotericin B (AmB), paramomycin and pentamidine (PTM) are also used in the treatment. New treatment agents are needed due to limitations in current treatments such as poor bioavailability, limits to expanding diversity, development of resistance, and cost. In addition, even with CL treatment, permanent scars can be left.
Research on the boron element has shown that boron accelerates wound healing by promoting cell proliferation and migration, reducing inflammation and suppressing oxidative stress. With this study, it was aimed to increase the biological activity of PTM, a drug used in the current treatment of CL, with a higher molar mass copolymer-drug combination and to provide a synergistic contribution to the wound healing processes of boron compounds, which are non-toxic in nature.
For this purpose in the research, Maleic anhydride-co-4-Vinyl phenyl boronic acid (MAVPBA) copolymer and Maleic anhydride-co-4-Vinyl phenyl boronic acid and pentamidine conjugate (MAVPBA/PTM) were synthesized and the structural characterization of the compounds was carried out by ATR-FTIR (Fourier- It was confirmed by Transmission Infrared Spectroscopy) and Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR and 13C-NMR) spectroscopy. While the surface morphology was examined by the Scanning Electron Microscope (SEM) method, the molar masses of the compounds were determined by the Gel Permeation Chromatography (GPC) analysis method. The cytotoxic potential of the synthesized compounds was determined by the XTT method, and the three highest non-cytotoxic concentrations were used in in vivo studies.
The effect of MAVPBA and MAVPBA/PTM compounds on the CL model created on the footpads of BALB/c mice was measured with a digital caliper for four weeks. At the end of the fourth week, lesion tissues. It was evaluated histopathologically in terms of amastigote burden and inflammation findings. As a result of the research, according to the statistical results of the lesion size values, the best treatment effectiveness was observed at a concentration of 10-6 M in the boron-containing MAVPBA copolymer drug binder experimental group. In the MAVPBA/PTM drug conjugate experimental group, the best treatment effectiveness was observed at a concentration of 10-8 M compared to both its own group and all groups. Histopathological evaluations also supported these data.
In the treatment of cutaneous leishmaniasis, factors such as the high cost, toxicity, possibility of resistance and limitation of long-term use of existing anti-leishmanial drugs increase the need for new anti-leishmanial drugs. In this study, it was concluded that the new macromolecule, whose biological activity was increased by adding boron elements to PTM, could be a potential therapeutic agent for the treatment of CL. However, further and more comprehensive studies are needed to help us better understand the effectiveness, safety and clinical applicability of these compounds.