Pankreas kanseri tedavisine yönelik gemsitabin ve vismodegib içeren misellerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and charactarization of micelles containing gemcitabine and vismodegib for pancreatic cancer treatment
Yazar: MELEK KARACA
Danışman: PROF. DR. YILDIZ ERGİNER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoloji = Biology ; Onkoloji = Oncology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Gemsitabin = Gemcitabine ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Pankreas neoplazmları = Pancreatic neoplasms ; Polimerler = Polymers ; Sinyal nakli = Signal transduction ; Vismodegib = Vismodegib ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers ; İlaç tedavisi-kombine = Drug therapy-combination

Özet:
Hedgehog (Hh) sinyali pankreas duktal adenokarsinoması gelişiminde ve metastasında önemli bir rol oynamaktadır. Hastalığın tedavisinde ilk seçenek olan Gemsitabin (GEM)' in kullanımı hızlı metabolizmaya uğraması ve kısa yarı ömrü sebebiyle sekteye uğramaktadır. Birden fazla ilaç kullanılarak uygulanan kombinasyon tedavisi yaklaşımı kanser tedavisinde umut vadeden bir yaklaşımdır. Bu tez çalışmasında, poli (etilen glikol)-blok-poli(2-metil-2-karboksil-propilen karbonat)-graft-dodekanol (mPEG-b-PCC-g-DC) kopolimeri sentezlenerek bu kopolimere GEM konjuge edilerek miselleri hazırlanmış veya hidrofobik bölgesine bir Hh inhibitörü olan vismodegib (GDC-0449) enkapsüle edilmiştir. Çalışmanın amacı ise bu misellerin kombinasyonunun tekli misel formülasyonlarına göre Hh sinyalini inhibe etmede ve pankreas kanserinin proliferasyonu ve metastazını engellemede daha etkili olup olamayacağının gösterilmesidir. Tez çalışması sonucunda, GEM' in konjugasyon sonrası in vivo stabilitesinin etkili şekilde artırıldığı bunun da daha yüksek antitümör etki sağladığı gösterilmiştir. Enkapsüle olan Vismodegib' in yaklaşık %80' i ve konjuge olmuş GEM' in yaklaşık %19' u in vitro pH 5.5' de 48 saatte uzatılmış salım ile salınmıştır. MIA PaCa-2 kanser hücre hattı üzerine yapılan çalışmada misel kombinasyonunun tekli misel formülasyonlarına göre hücrelerin invazyon, migrasyon ve koloni oluşturma potansiyellerini anlamlı derecede inhibe ettiği gösterilmiştir. Kombinasyon miselleri ile tedavi tekli misel formülasyonlarına göre PARP kesilmesinde ve Bax ekspresyonunda fark edilebilir bir artış sağlamıştır. İn vivo ve in vitro çalışmalar sonucunda, misel kombinasyonunun etkili şekilde tümör büyümesini engellediği, apoptozisi artırdığı, Hh ligandları PTCH-1 ve Gli-1' in ekspresyonunu azalttığı ve epitelyal-mezenkimal dönüşüm (EMD) aktivatörü ZEB-1 düzeyini düşürdüğü gösterilmiştir. Sonuç olarak, GEM ve Vismodegib (GDC-0449) taşıyan misel kombinasyonu pankreas kanseri tedavisi için potansiyel taşımaktadır.
Anahtar Kelimeler :  pankreas kanseri, hedgehog sinyali, gemsitabin, vismodegib, polimerik miseller, kombinasyon tedavisi

Abstract:
Hedgehog (Hh) signaling has a pivotal role in the growth
and metastasis of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). Gemcitabine
(GEM) has long been used as a first-line therapy for PDAC, however its clinical benefits are compromised due to rapid metabolism and short
plasma half-life. Combination therapy approach emerges as a promising alternative for treating cancer. In this thesis study, we conjugated the GEM to methoxy poly(ethylene glycol)-block-poly(2-methyl-2-carboxyl-propylene
carbonate)-graft-dodecanol (mPEG-b-PCC-g-DC) copolymer and encapsulated a Hh inhibitor, vismodegib (GDC-0449), into its hydrophobic core individually for pancreatic cancer treatment. The aim of this study is to determine the combination effect of GEM and Vismodegib (GDC-0449) to inhibit Hh signaling pathway and
block the proliferation and metastasis of pancreatic cancer. Miceller delivery system has enabled sustain delivery which was evaluated in in vitro release studies. It was shown to be that almost 80% of encapsulated GDC-0449 and 19% conjugated
GEM were released in vitro at pH 5.5 in 48 h. Combination of two micelles composed of GEM and vismodegib (GDC-0449) significantly inhibited the invasion, migration, and colony forming features of MIA PaCa-2 pancreatic cancer cell line. In vitro protein analysis showed that miceller mixture treatment resulted in notably increased apoptosis that was evaluated via PARP cleavage and Bax expression. Combination approach applied on athymic nude mice bearing subcutaneous tumor generated using MIA PaCa-2 cells and resulted in inhibited tumor growth, increased apoptosis, reduced Hh ligands Gli-1, and lowered EMT- activator ZEB-1 compared to monotherapy as demonstrated in immunohistochemical analysis. In conclusion, micelle combination composed of  GEM and GDC-0449 have the potential to treat PDAC.
Key Words: pancreatic cancer, hedgehog signaling, gemcitabine, GDC-0449, polymeric micelles, combination therapy