Antineoplastik ajan-model membran etkileşimlerinin biyofiziksel açıdan moleküler düzeyde incelenmesi
The investigation of antineoplastic agent-model membranes interactions in terms of biophysical at molecular level
Yazar: ZÜLEYHA ÖZÇELİK ÇETİNEL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK DUYGU BİLGE
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Genel Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Differensiyel tarama kalorimetresi = Differential scanning calorimetry ; FTIR = FTIR ; Fourier dönüşümü = Fourier transformation ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Yapay membranlar = Artificial membranes ; İlaç etkileşimleri = Drug interactions

Özet:
Miltefosin (MLT) leishmanya ve çeşitli kanser türlerine karşı kullanılan alkilfosfolipidler (APL) grubuna dahil geniş spektrumlu bir ilaçtır. APL'lerin en önemli özelliğinin, normal hücrelere zarar vermeden sadece kanserli hücreleri öldürdüğünün düşünülmesidir. Bununla birlikte, APL'lerin moleküler düzeydeki etki mekanizması henüz ayrıntılı olarak bilinmemektedir. Bu çalışmada, MLT'nin normal ve kanser hücre membranları ve bunun yanı sıra kanserin evresi ve hatta metastaz durumunu gösteren bir belirteç olan membranda PS oranın artması durumunda moleküler düzeydeki etki mekanizmalarının aydınlatılması amaçlanmıştır. Sağlıklı hücre membranını modellemek için dipalmitoil fosfatidilkolin (DPPC) ,kanserli hücre membranını modellemek için dipalmitoil fosfatidilserin (DPPS) ve kanserin erken evresi veya metastas durumunda yapıdaki DPPS oranı değişimini modellemek için ise DPPC/DPPS(3:1) ve DPPC/DPPS (1:1) oranında çok katmanlı (MLV) veziküller hazırlanmıştır. Bu model yapılara MLT eklenerek DPPC/MLT, DPPS/MLT,  DPPC/DPPS(3:1)/MLT ve DPPC/DPPS (1:1)/MLT olmak üzere ikili ve üçlü sistemler oluşturulmuştur. İkili ve üçlü sistemlerde MLT'nin membran faz geçişi, membran düzeni ve membran dinamiği üzerindeki etkileri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC)'si kullanılarak sıcaklığa ve konsantrasyona bağlı olarak incelenmiştir. Karşılaştırmalı sonuçlar, MLT'nin, kanser hücresini model alan DPPS/MLT sistemlerini, sağlıklı hücreleri model alan DPPC/MLT sistemlerinden daha fazla etkilediğini aynı zamanda yapıda DPPS oranı arttıkça etkileşimin arttığını göstermektedir. Sonuçlarımız, miltefosinin tümör hücresine yönelim gösterdiğinin moleküler düzeydeki kanıtı olduğu gibi kanserin evresine bağlı olarak membranda anyonik lipidlerin artmasıyla ilacın etkisinin arttığını göstermektedir.

Abstract:
Miltefosine (MLT) is a broad-spectrum drug included in the group of alkylphospholipids (APL) used against leishmania and various types of cancer. It is thought that the most important feature of APLs is that they only kill cancerous cells without harming normal cells. However, the action mechanism of APLs at the molecular level is not yet known in detail.  This study aimed to elucidate the action mechanisms of MLT at the molecular level on normal and cancer cell membranes as well as the status of increasing the ratio of PS in the membrane, which is a marker showing the stage of cancer and even metastasis. The interaction of MLT with multilayered liposomes (MLVs) of dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC) mimicking healthy cell membrane, dipalmitoyl phosphatidylserine (DPPS) mimicking cancer cell membrane and also DPPC/DPPS(3:1) and DPPC/DPPS (1:1) liposomes mimicking membrane structures where increased DPPS ratio in the structure is associated with early stage of cancer or metastasis status, the effects on membrane phase transition, membrane order and membrane dynamics were investigated depending on temperature and concentration using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Comparative results show that MLT affects DPPS/MLT systems mimicking cancer cells more than DPPC/MLT systems mimicking healthy cells, and the interaction increases as the DPPS ratio increases in the structure. Our results show that miltefosine is the evidence at the molecular level that it is directed towards the tumor cell, and that the effect of the drug increases with the increase of anionic lipids in the membrane depending on the stage of the cancer.