Manyetik poli(HEMA-APH) nanopartiküllerin sentezlenmesi, radyoaktif iyod-131 ile işaretlenmesi ve radyofarmasötik potansiyelinin incelenmesi
Synthesizing, radiolabeling and investigation of radiopharmaceutical potential of magnetic poly(HEMA-APH) nanoparticles with iodine-131
Yazar: HİLMİ ARKUT AKALIN
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR AVCIBAŞI
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Nanoteknoloji, bölgeye spesifik olması, çoklu-ilaç resistansını kısıtlaması ve anti-kanser ajanlarının etkili bir biçimde taşınımlarını sağlamasından dolayı birçok kanser türünün tedavisinde tedavi etkinliğinin ve güvenlik profillerinin geliştirilmesinde son derece umut vaad eden bir uygulama alanıdır. Kanserin teşhisi ve tedavisi için çok çeşitli nanopartiküler sistemler mevcuttur. Bunlar; lipozomlar, polimerik miseller, nanosistemler, nanoküreler, fulleren-tabanlı türevler, karbon nanotüpler, dendrimerler, kuantum dotlar, altın nanopartiküller, katı yağ nanopartiküller, nanokablolar, paramanyetik nanopartiküllerdir. Nanopartiküllerin kanser tedavisinde tercih edilmelerinde iki önemli husus rol oynamaktadır. Bunlardan ilki, nanopartiküllerin ilaç taşıyıcı sistemler olarak görev almaları ikincisi ise, bu moleküllerin uygun dalga boylarındaki ışığa maruz bırakıldıklarında vücut sıcaklığında herhangi bir artışa sebep olmadan ısınma gösterebilmeleridir. Nanopartiküller bu yolla kanser hücrelerini seçici bir biçimde yok edebilirler.Tüm bu bilgilerin ışığında yapılan bu çalışmanın amacı, fonksiyonel monomer APH (Anilinftalein) ve yardımcı monomer HEMA arasında (2-hidroksietil metakrilat) sürfaktant içermeyen emülsiyon polimerizasyonu ile manyetik poli(HEMA-APH)'ı sentezlemek ve daha sonra bu polimeri radyoaktif 131I ile işaretleyerek radyofarmasötik potansiyelini deney hayvanları üzerinde incelemektir. Bunun için ilk olarak APH molekülü sentezlenmiş, daha sonra APH ile HEMA arasında polimerizasyon gerçekleştirilerek manyetik özellikte poli(HEMA-APH) nanopolimeri elde edilmiştir. Bir sonraki aşamada, sentezlenen mag-poli(HEMA-APH) polimeri iodojen yöntemi kullanılarak radyoaktif 131I ile işaretlenmiş ve işaretli bileşiğe ait kalite-kontrol çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda, 131I ile işaretli mag-poli(HEMA-APH)'ın [131I-mag-poli(HEMA-APH)] bağlanma verimi yaklaşık %90 olarak bulunmuştur. Son aşamada ise deney hayvanları üzerinde sintigrafi ve biyodağılım çalışmaları yapılmıştır. Dişi ve erkek Albino Wistar sıçanlar üzerinde yapılan sintigrafi çalışmaları sonucunda işaretli bileşiğin kalp, akciğer, karaciğer, böbrek ve mide'de tutulum gösterdiği gözlenmiştir. Yapılan biyodağılım çalışmaları sonucunda ise dişi ve erkek Albino Wistar sıçanlar için hedef organlar sırası ile rahim, yumurtalık ve akciğer, prostat olarak belirlenmiştir.Sonuç olarak, manyetik özellikteki poli(HEMA-APH) molekülü iodojen yöntemi kullanılarak başarılı bir biçimde 131I ile işaretlenmiştir. 131I-mag-poli(HEMA-APH) molekülünün sıçanlarda rahim, yumurtalık, akciğer ve prostat'ta tutulum göstermesi, 131I ile işaretlenen bu molekülün bu organlarla ilgili hastalıkların teşhisi ve tedavisinde kullanılabilme potansiyelini ortaya çıkarmaktadır. Mag-poli(HEMA-APH) polimerinin bu amaç için kullanılabilmesi ise daha ileriki aşamalarda yapılacak olan hücre ve xenograft çalışmalarının olumlu sonuçlar vermesiyle mümkün olabilecektir.

Abstract:
Nanotechnology is a highly promising application platform to improve therapeutic effectiveness and safety profiles in the treatment of multiple types of cancer, as it is specific to site, limits multi-drug resistance and efficiently delivers anticancer agents. A wide variety of nanoparticle-based systems are available for cancer detection, diagnosis and treatment includingliposomes, polymeric micelles, nanosystems, nanoshells, fullerene-based derivatives, carbon nanotubes, dendrimers, quantum dots, gold nanoparticles, solid lipid nanoparticles, nanowires, paramagnetic nanoparticles, etc. The ability of nanoparticles in cancer treatment has dual significance. Firstly, nanoparticles play as drug carrier systems. Secondly, when they are exposed to appropriate wavelengths, nanoparticles heat up without heating the body. Thus, nanoparticles selectively kill cancerous cells.In light of all of the data given, the aim of current study is to synthesize magnetic poly(HEMA-APH) using non-surfactant emulsion polymerization between functional monomer anilinephtalein (APH) and side monomer poly(2-hydroxyethyl methacrylate) poly(HEMA) and to radiolabel the related polymer with 131I to investigate radiopharmaceutical potential of 131-mag-poly(HEMA-APH) on experimental animals.To achieve this, in the first stage APH molecule was synthesized and then polymerization reaction was done and magnetic poly(HEMA-APH) nanopolymer was obtained. In the next stage, mag-poly(HEMA-APH) polymer obtained was radiolabeled with 131I and quality-control studies of radiolabeled compound was done. In consequence of these studies, radiolabeling yield of 131I-mag-poly(HEMA-APH) was found to be about %90. In the final stage, scintigraphy and biodistribution studies on experimental animals were done. In the result of scintigraphy studies carried out on female and male albino wistar rats, it was observed that radiolabeled compound showed high uptake in the heart, the liver, the kidney and the stomach. In consequence of these studies, target organs for female and male Albino Wistar rats were determined to be uterus, ovarian and lungs, prostate respectively.In conclusion, mag-poly(HEMA-APH) molecule was successfully radiolabeled with 131I using iodogen method. Showing high uptake in the uterus, the ovarian, the lung and the prostate by 131I-mag-poly(HEMA-APH) reveals the potential of this radioiodinated compound to bu used in the diagnostics and therapy in diseases related with these organs. Using mag-poly(HEMA-APH) for this purpose will only be possible if the cell and the xenograft studies planned to be carry out in subsequent stages yields positive results.