Kanser tedavisinde kullanılmak üzere protein ve polisakkarid bazlı nanokürelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of protein and polysaccharide based nanospheres to be used in cancer therapy
Yazar: ÖZNUR AKBAL
Danışman: PROF. DR. EMİR BAKİ DENKBAŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Onkoloji = Oncology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Etoposide = Etoposide

Özet:
Tümör bölgelerindeki eşsiz birikim davranışlarından dolayı kanser tedavisinde oldukça ilgi çeken nanotaşıyıcı sistemler, kullanılan ilaçların etkinliğini arttırarak terapötik indeksini iyileştirmekte, ilacın toksisitesini düşürmekte, uzun zaman periyodunda ilacın terapötik kararlı hal düzeyine ulaşmasını sağlamakta ve aynı zamanda ilacın çözünürlüğünü ve kararlılığını arttırmaktadır. Bu sebeplerden dolayı, sunulan tez kapsamında, kanser tedavisinde kullanılmak üzere protein ve polisakkarid bazlı iki farklı polimerden reseptör aracılı nanotaşıyıcılar hazırlanmış, karakterize edilmiş ve tedavi etkinliği bakımından birbirleri ile karşılaştırılmıştır.Nanotaşıyıcıların hazırlanmasında İnsan Serum Albümin (HSA), Karboksimetil Kitosan (CMCh) ve Polihidroksibütirat (PHB) gibi biyouyumlu polimerler kullanılmıştır. Protein yapılı HSA'nın, antijenik ve imünojenik olmaması ve kolay modifiye edilmesi kullanım sebebidir. Karboksimetil kitosan, kitosan türevi olup suda çözünebilen antibakteriyal ve antioksidan etkili bir malzemedir. Poliester yapılı Polihidroksibütirat hidrolitik parçalanmaya karşı dayanıklı ve polimerler ile kopolimer halinde kullanılabilen bir yapıdır. Bu malzemeler kullanılarak hazırlanan nanotaşıyıcıların morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomic kuvvet mikroskobu (AFM) teknikleri, fizikokimyasal özellikleri Fourier Transform Infrared Spektrometresi (FTIR) tekniği ile karakterize edilmiş ve bunun sonucunda istenilen özelliklere sahip nanotaşıyıcılar hazırlanmıştır. Bu sonuçlar çerçevesinde HSA nanotaşıyıcıların boyutları PHB/CMCh nanotaşıyıcılardan daha düşük olduğu ortaya çıkmıştır. Çalışmanın devamında antikanser ajan özelliklerini taşıyan Etoposid, nanopartiküllere yüklenerek ilaç salım profilleri elde edilmiştir. HSA nanotaşıyıcıların etken madde hapsetme kapasitesinin PHB/CMCh nanotaşıyıcılardan daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Kanser hücrelerinin ?aktif? hedeflenmesi amacıyla nanopartiküller Konkanavalin-A ile modifiye edilmiştir. Çalışmanın son basamağında nanotaşıyıcıların kanserli hücrelerle olan etkileşimleri incelenmiştir. Bu amaçla sitotoksisite ve hücresel alım çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, Etoposid yüklü ve Konkanavalin-A ile modifiye edilmiş HSA nanotaşıyıcıların hücreler üzerinde daha efektif olduğu ve iki nanotaşıyıcınında etkin bir tedavi edici ajan olduğu bulunmuştur.

Abstract:
Nanocarrier systems have received much more attention due to their unique accumulation ability at tumour region. They have the potential to improve the therapeutic index of drugs by increasing drug efficiency, lowering drug toxicity, achieving steady state therapeutic levels of drugs over an extended period of time and also improves drug solubility and drug stability. Based on these reasons, aim of the presented study was to prepare and characterize two different nanocarriers from protein and polysaccharide based polymers to be used in receptor-mediated cancer therapy and to compare these two polymeric nanocarriers in terms of treatment efficacy.Biocompatible polymers such as Human Serum Albumin (HSA), Carboxymethyl chitosan (CMCh) and polyhydroxybutyrate (PHB) were used to prepare nanocarriers. HSA was used because of its nonantigenicity, nonimmunogenicity and also easiness for modification. Carboxymethyl chitosan is a chitosan derivative that is water-soluble and is an effective antibacterial and anti-oxidant material. Polyester based polyhydroxybutyrate is resistant to hydrolytic degradation and can be used as copolymer with other polymers. Morphological properties of nanocarriers prepared with these materials were evaluated by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM). Physicochemical properties were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). As a result of these evaluations, nanocarriers were prepared with the desired characteristics. According to these results, the size of the HSA nanocarriers were smaller than PHB/CMCh nanocarriers. For the continuation of the study, Etoposide, neoplastic agent, was loaded into nanoparticles and drug release profiles were obtained. The encapsulation efficiency of HSA nanocarriers were higher than that of the PHB/CMCh nanocarriers. For `active? targeting of cancerous cells; nanoparticles were modified with Concanavalin-A. At the last stage of the study, cytotoxicity and targeting studies were performed. Obtained results showed that Etoposide-loaded and Concanavalin-A modified HSA nanoparticles much effective on cancerous cells and both nanocarriers provide a biocompatible and efficient means for the treatment of cancer.