Mukozal immünizasyon amacıyla aşı taşıyıcı nanopartiküler sistemlerin geliştirilmesi
Developing of vaccine carrier nanoparticular systems for mucosal immunisation
Yazar: MELİKE DURAN
Danışman: DOÇ. DR. ERDAL CEVHER
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Aşılama = Vaccination ; Aşılar = Vaccines ; Farmasötik teknoloji = Technology-pharmaceutical ; Kitosan = Chitosan ; Mukozalar = Mucous membrane ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers ; İmmünizasyon = Immunization

Özet:
Mukozal immünizasyonun parenteral aşılamaya göre etkinlik ve hasta uyuncu gibi avantajları bulunmaktadır. Mukozal yoldan uygulanan aşı hem sistemik hem de mukozal immüniteyi uyarmakla beraber koruyucu bağışıklığın sağlanabilmesi için güçlü hedeflendirme sistemlerine ve adjuvanlara ihtiyaç duyulmaktadır. Tezin ana hedefi de bu doğrultuda olup yeni, stabil ve yüksek immünojeniteye sahip aşı nanotaşıyıcı sistemlerin geliştirilmesidir. Bu çalışmada, anyonik bir polimer olan karboksimetil kurdlan (CMC) ile katyonik polimerler kitosan klorür (CC), kitosan glutamat (CG) ve N-trimetil kitosan (TMC) sentezlenmiş ve sonrasında polielektrolit kompleks yöntemi ile ilk kez CC-CMC, CG-CMC ve TMC-CMC nanopartiküllleri hazırlanmıştır. Nanopartiküllere model antijen olan sığır serum albumini (BSA) yüklenmiştir. Yüksek enkapsülasyon etkinliğine ve pozitif yüke sahip nanopartiküller elde edilmiştir. Ayrıca, partikülleri hazırlamak için en ideal ortamın su olduğu ve üç ay boyunca fiziksel stabilitelerini korudukları tespit edilmiştir. Nanopartiküllerin içerisine yüklenen antijenin yapısal bütünlüğü ise SDS-PAGE ile belirlenmiştir. Kullanılan polimerlerin ve nanopartiküler taşıyıcı sistemlerin toksisitesini belirlemek amacıyla A549 ve Calu-3 hücre hatlarında sitotoksisite çalışmaları yapılmış ve nanopartikülerin katyonik polimerlerin tek başına kullanımlarına göre çok daha düşük toksisite gösterdiği saptanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen verilere göre, immünolojik çalışmalara CC-CMC ve TMC-CMC nanopartikül formülasyonları seçilerek devam edilmiştir. Balb/c dişi fareler kullanılarak 253 gün boyunca immünolojik çalışmalar sürdürülmüştür. Nazal yoldan uygulanan nanopartikül formülasyonlarının uzun süreli immünite sağladığı yapılan antikor (IgG, IgG1, IgG2a ve IgA) ve sitokin (IL-2, IL-4, IL-6, IL-10 ve IFN-gama) analizleri (ELISA) ile gösterilmiştir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında, hasta uyuncu yüksek, in vitro/in vivo karakterizasyonları yapılmış, toksik olmayan, yeterli düzeyde ve uzun süreli koruyucu bağışıklığı sağlayan aşı taşıyıcı nanopartiküler formülasyonlar geliştirilmiştir.

Abstract:
Mucosal immunization offers various advantages such as better efficacious and patient compliance over parenteral vaccination. Mucosal administration may provide mucosal immunity in addition to systemic protection however, to provide protective immunity requires potent delivery systems and/or adjuvants. The ultimate aim of this thesis, in line with that statement, is producing new, stable and highly immunogenic nanocarriers. In this study, carboxymethyl curdlan as a polyanionic polymer and chitosan chloride (CC), chitosan glutamate (CG) and N-trimethyl chitosan (TMC) as a polycationic polymer were synthetized. This is the first study that CC-CMC, CG-CMC and TMC-CMC nanoparticles were prepared via polyelectrolyte complex and loaded with bovine serum albumin (BSA) as a model antigen. Prepared nanoparticles have high encapsulation efficiency and positive surface charge. Also, water is the best media for producing nanoparticles and nanoparticles have stayed stable during three months. Structural integrity of BSA has proved via SDS-PAGE electrophoresis. Cytotoxicity test has done on A549 and Calu-3 cell lines. These nanoparticles had not shown cytotoxicity to the cell lines and nanoparticles resulted in higher cell viability as compared to the cationic polymers alone. For immunological studies, CC-CMC and TMC-CMC nanoparticle formulations were chosen under examining experimental data. Balb/c female mice were used for immunological studies during 253 days. Nasally administered nanoparticles provided long lasting immunity which was determined by antibody (IgG, IgG1, IgG2a and IgA) and cytokine (IL-2, IL-4, IL-6, IL-10 and IFN-gamma) analyses (ELISA). As a result, optimized vaccine carriers have high patience compliancy, particular characterization properties, non-toxic, adequately and long-lasting protective immunity.