Retina hastalıkları tedavisinde kullanılmak üzere aflibercept temelli nanotaşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi  ve  etkinliğinin  ın vitro incelenmesi
In vitro investigation of the effectiveness of aflibercept based nanocarrier systems for the treatment of retinal diseases
Yazar: IŞIL KUTLUTÜRK KARAGÖZ
Danışman: PROF. DR. ADİL ALLAHVERDİYEV
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Göz Hastalıkları = Eye Diseases

Özet:
Senil makula dejeneresansı, diyabetik retinopati ve retinal ven tıkanıklığı ciddi görme azlığına sebep olan dünyanın ve ülkemizin önemli halk sağlığı problemlerinden biridir. Günümüzde retina hastalıklarının tedavisinde Aflibercept molekülü sıklıkla intravitreal enjeksiyon şeklinde kullanılmaktadır. Tedavinin temel prensibini retina hastalıklarında ortaya çıkan yeni damar oluşumunu önlemek oluşturmaktadır.
Göz içi  anti-VEGF uygulamalarının en büyük dezavantajı, etki sürelerinin sınırlı olması ve tekrarlayan göz içi enjeksiyonlar gerektirmeleridir. Bu nedenle enjeksiyonlar arasındaki süreyi uzatacak, uygulanan enjeksiyon sayısını azaltacak yeni ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi oldukça önemlidir.
Son yıllarda nanoteknolojik gelişmeler, yeni nano ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesine olanak tanımıştır. Göz hastalıklarının tedavisinde ilaç taşıyıcı sistemlerin kullanılması amaçlı polimerik nanopartiküller ve sıklıkla poli laktik-ko-glikolik asit (PLGA) polimeri tercih edilmektedir. Çalışmamıza kadar PLGA'nın Aflibercept kapsülasyonuna ve insan retina vasküler endotelyal hücre hattı üzerinde Aflibercept-PLGA polimerik nanopartikülün etkinliğinin öğrenilmesie yönelik herhangi bir çalışmaya rastlamadık. 
Bu nedenle bu tez çalışmasının amacı, gözün neovaskülar hastalıklarının tedavisinde kullanılmak üzere Aflibercept yüklü PLGA nanoformulasyonun geliştirilmesi ve etkinliğinin insan retina pigment epitel (ARPE-19) ve insan retina vasküler endotelyal (RVECs/HRECs) hücre hatları üzerinde in vitro incelenmesi olmuştur.
Deneyler PLGA–Aflibercept nanoformülasyonunun geliştirilmesi ve karakterizasyonu ile etkinliğinin hücre kültüründe incelenmesi şeklinde iki aşamada gerçekleştirilmiştir.
Yapılan taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizlerinde Aflibercept yüklü-PLGA nanopartiküllerinin yuvarlak yapıda ve düzgün yüzeyli olduğu tespit edilmiştir. Nanopartiküllerin zeta analizinde ortalama çapın 262±6.6 mV, polidispersite index (PdI) 'nin 0.12±0.016  ve zeta potansiyelinin ise +6.27±4 mV olduğu tespit edilmiştir. İkili emülsiyon buharlaştırma yöntemi ile gerçekleştirilen sentez reaksiyonlarının ortalama enkapsülasyon etkinliği 85.2±1.08 % ve ilaç yükleme kapasitesi 10.4±4.5 % olarak saptanmıştır. Yapılan fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analizi ile enkapsülasyon doğrulanmıştır. İlaç salım süresinin yaklaşık 48 saat olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen yeni Aflibercept–PLGA polimerik nanoformülasyonunun ARPE-19 ve RVECs/HRECs hücrelerinin proliferasyonunu inhibe ettiği gözlenmiştir. 
Aflibercept-PLGA nanoformülasyonun in vivo olarak incelenmesi gelecekte neovasküler göz hastalıklarının tedavisini optimize edilmesine imkaan sağlayacaktır.

Abstract:
Senile macular degeneration, diabetic retinopathy and retinal venous occlusion cause severe vision loss and currently Aflibercept administered as intravitreal injections are most commonly used for the treatment of these retinal disorders. The basic principle of the treatment is to prevent the formation of new vessels in retinal tissue.
Major clinical drawbacks of this treatment include short duration of action and repeated intraocular injections. Thus, it is important to produce new drug delivery modalities.
Developments in nanotechnology have enabled the development of new nano drug delivery systems. For the treatment of eye diseases polymeric nanoparticles, especially polylactic-co-glycolic acid (PLGA) polymer are commonly used. Until our study, we did not find any study on Aflibercept-PLGA nanoformulation and its efficacy on human retinal vascular endothelial cells.
The aim of this thesis was to produce Aflibercept-PLGA nanoformulation and to investigate its in vitro effectiveness on human retina pigment epithelium (ARPE-19) and human retinal vascular endothelial (RVECs/HRECs) cell lines.
The experiments were carried out in two stages: the development and characterization of the nanoformulation and the examination of its efficacy in cell culture.
In the scanning electron microscope (SEM), it was determined that Aflibercept loaded-PLGA nanoparticles have a rounded and smooth surface. The mean particle diameter was 262 ± 6.6 mV, the polydispersity index (PdI) was 0.12 ± 0.016  and the zeta potential was  + 6.27 ± 4 mV. The average encapsulation efficiency and drug loading capacity of the synthesis reactions were determined as 85.2 ± 1.08% and 10.4 ± 4.5%. The encapsulation was verified with fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis. The drug release time was approximately 48 hours and It has been observed that the Aflibercept-PLGA nanoformulation inhibit the proliferation of cells. 
Investigation of the Aflibercept-PLGA nanoformulation in vivo will enable to optimize the treatment of neovascular eye diseases in the future.