99mTc ile işaretli madecassoside ve enkapsüle edilmiş madecassoside bileşiklerinin sentezi ve parkinson hastalığının teşhisinde kullanılabilirliğinin ın vitro/ın vivo yöntemlerle tespiti
The synthesis of encapsulated madecassoside and radiolabeled madecassoside with 99mTc and the determination the availability of utilizing in diagnosis of parkinson's disease with in vitro / in vivo methods
Yazar: EMRE UYGUR
Danışman: PROF. DR. FAZİLET ZÜMRÜT BİBER MÜFTÜLER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Dünya üzerinde yaklaşık altı milyon insanı etkileyen, nörodejeneratif bir hastalık olan Parkinson Hastalığı, beynin Substantia Nigra pars compacta (SNc) adı verilen bölgedeki dopamin üreten sinir hücrelerinin ölümüne bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Parkinson hastalığının teşhisinde nörolojik görüntülemeye yönelik biyomarkerlar Bilgisayarlı Tek Foton Emisyon Tomografisi (SPECT), Positron Emisyon Tomografisi (PET), Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI) ve Transkrinal Sonografi (TCS) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Tez çalışması kapsamında da Parkinson Hastalığının teşhisinde kullanılabilecek Teknesyum-99m (Tc-99m) ile radyoişaretli bitkisel kökenli enkapsüle edilmiş ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda bitkisel kökenli bir bileşik olan Madecassoside (MA) bileşiğinin Levodopa (L-DOPA) konjugasyonu (MA-L-DOPA) yapılmış ve konjugat poli laktik-ko-glikolik asit (PLGA) ile enkapsüle edilerek MA-PLGA ve MA-L-DOPA-PLGA nanokapsülleri sentezlenmiştir. Gerçekleştirilen sentez ürünlerine ait yapı analizleri ve karakterizasyon çalışmaları sırasıyla erime noktasının tespiti, Fourier Transform Kızılötesi (FTIR), Nükleer Manyetik Rezonans (NMR), Sıvı Kromatografi-Kütle Spektroskopi (LC-MS), İnce Tabaka Kağıt Kromatografisi (TLC), Yüksek Performanslı Sıvı Kromatografisi (HPLC), Dinamik Işık Saçılımı Analizi (DLS) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 99mTc ile radyo işaretli bileşiklerin (99mTc-MA, 99mTc-MA-L-DOPA, 99mTc-MA-PLGA ve 99mTc-MA-L-DOPA-PLGA) radyoişaretleme verimleri TLRC ve HPLRC yöntemleri ile tespit edilmiştir. In vitro hücre kültürü çalışmalarında SH-SY5Y ve PC-12 hücre hatları üzerinde 99mTc ile radyoişaretli bileşiklerin inkorporasyon ve inaktif (MA, MA-L-DOPA, MA-PLGA ve MA-L-DOPA-PLGA) bileşiklerin sitotoksisite çalışmaları yürütülmüştür. 99mTc ile radyoişaretli bileşiklerin biyoetkinliğinin incelenmesi amacıyla sağlıklı erkek Sprague Dawley sıçanlar ve sterotaksik girişimle oluşturulan Parkinson deney modeli üzerinde biyodağılım çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 
Yapılan tüm deneysel sonuçlar birlikte değerlendirildiğinde; Tc-99m ile radyoişaretli bitkisel kökenli enkapsüle edilmiş ilaç taşıyıcı sistemlerin Parkinson Hastalığının teşhisinde kullanılabilecek potansiyel bir ajan olduğu ve çalışmanın beyin araştırmalarında yeni ilaç taşıyıcı ajanların geliştirilmesine katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Parkinson's Disease (PD), which is a neurodegenerative disease that affects approximately six million people worldwide, is caused by the death of dopamine-producing nerve cells in the area of the brain called Substantia Nigra pars compacta (SNc). Biomarkers for neurological imaging in the diagnosis of Parkinson's disease are performed using Single Photon Emission Computer Tomography (SPECT), Positron Emission Tomography (PET), Magnetic Resonance Imaging (MRI) and Transcranial Sonography (TCS) methods. Within the scope of the thesis, it is aimed to develop drug delivery systems that encapsulated, herbal origin radiolabeled with Technetium-99m (Tc-99m), that can be used in the diagnosis of PD. For this purpose, Madecassoside (MA) compound and Levodopa (L-DOPA) compound was conjugated (MA-L-DOPA) and synthesized MA-PLGA and MA-L-DOPA-PLGA nanocapsules that encapsulated with poly lactic-co-glycolic acid (PLGA). Structural analysis and characterization studies of synthesized products performed, respectively, melting point determination, Fourier Transform Infrared (FTIR), Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Liquid Chromatography-Mass Spectroscopy (LC-MS), Thin-layer Chromatography (TLC), High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) was performed using Dynamic Light Scattering (DLS) and Scanning Electron Microscopy (SEM) methods. Radiolabeling efficiencies of compounds (99mTc-MA, 99mTc-MA-L-DOPA, 99mTc-MA-PLGA ve 99mTc-MA-L-DOPA-PLGA) which radiolabeled with 99mTc were determined by TLRC and HPLRC methods. In vitro cell culture studies,  incorporation studies with radiolabeled compounds and cytotoxicity studies with inactive (MA, MA-L-DOPA, MA-PLGA, and MA-L-DOPA-PLGA) compounds were conducted on the SH-SY5Y and PC-12 cell lines.
To investigate the bio-activity of radiolabeled compounds with Tc-99m the biodistribution studies were conducted on healthy male Sprague Dawley rats, and Parkinson's experimental model created by a stereotaxic intervention.
When all experimental results are evaluated together; It is thought that radiolabeled herbal encapsulated drug delivery systems with 99mTc are a potential agent for the diagnosis of Parkinson's Disease and the study will contribute to the development of new drug-carrying agents in brain research.