Meme kanserine hedefli nanopartiküler sistemlerin sentezi ve biyolojik aktivitesinin incelenmesi
Synthesis and biological activity evaluation of targeted nanoparticle systems for breast cancer
Yazar: KAAN NEGİZ
Danışman: PROF. DR. SERAP ACAR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Meme kanseri dünya genelinde kadınlarda en sık görülen ve en yüksek ölüm oranına sahip olan kanser türüdür. Meme kanserinin tanısı kesin olarak alındıktan sonra tedavi sürecinde yaygın olarak ameliyat, radyoterapi ve kemoterapi yöntemlerine başvurulmaktadır. Tedavi yöntemlerinde kullanılan terapötik etken maddelerin sağlıklı hücrelere toksik olması, yarılanma ömürlerinin kısa olması ve hastada meydana getirdikleri yan etkilerden dolayı tedavi etkinliği kısıtlanmaktadır. Bu noktada antikanser, antibakteriyel, antiviral, antioksidan, nöroprotektif ve kardiyoprotektif etkileri olduğu bilinen doğal bileşiklerin alternatif tedavi yöntemleri olarak rol almaktadır. Doğal bileşiklerin çözünürlüklerinin zayıf olması, dolaşımda uzun süre kalmamaları ve çevresel koşullardan fazlaca etkilenmelerinden dolayı nanopartiküllere enkapsüle edilerek çalışılması dezavantajlarını ortadan kaldırmaktadır. Doğal bileşiklerin nanopartiküllere enkapsüle edilmesiyle kontrollü salımın gerçekleşmesine, ilaç etkinliğinin artırılmasına ve hedefe yönelik tedavinin gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında literatürde antikanser etkisi bildirilmiş doğal bir bileşik olan kafeik asit fenetil esteri (CAPE) poli laktik-ko-glikolik asit (PLGA) nanopartiküllerine tekli emülsiyon çözücü buharlaştırma yöntemi ile enkapsüle edilmiştir. Sentezlenen nanopartiküllerin yüzeyi etkinlik düzeyinin artırılması için kitosan kaplanıp, MCF-7 ve MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerini aktif olarak hedeflemek için folik asit ile işlevselleştirilmiştir. Sentezlenen nanopartiküllerin enkapsülasyon etkinliği UV-vis spektrofotometrede indirekt olarak hesaplanmıştır. İlaç yükleme kapasitesi ve reaksiyon verimi liyofilize edilmiş nanopartiküllerin ağırlıklarından gravimetrik olarak hesaplanmıştır. Nanopartiküllerin ortalama boyutları ve polidispersite indisi (PDI) dinamik ışık saçılımı yöntemiyle, zeta potansiyeli elektroforetik ışık saçılımı yöntemi ile belirlenmiştir. Nanopartiküllerin fonksiyonel gruplarının belirlenmesinde, CAPE'nin enkapsülasyonun ve nanopartiküllerin yüzey modifikasyonlarının doğrulanması için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılmıştır. Sentezlenen nanopartiküllerin yüzey morfolojisi alan emisyon taramalı elektron mikroskobundan alınan mikrografları üzerinden değerlendirilmiştir. Nanopartiküllerin in vitro salım testi dissolüsyon yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Sitotoksisite aktiviteleri MCF-7 ve MDA-MB-231hücreleri üzerinde MTT yöntemi ile belirlenmiştir. Metastaz engelleyici aktivite MDA-MB-231 hücreleri üzerinde yara kapanma testi ile belirlenmiştir.

Abstract:
Breast cancer is the most diagnosed cancer and has the highest mortality rate among women worldwide. Following a definitive diagnosis of breast cancer, common treatment modalities include surgery, radiotherapy, and chemotherapy. The therapeutic efficacy of these treatments is limited due to side effects, such as the toxicity of therapeutic agents to healthy cells. At this point, natural compounds known for their anticancer, antibacterial, antiviral, antioxidant, neuroprotective, and cardioprotective effects take a role as alternative treatment methods.  The poor solubility of natural compounds and their short circulation times can be mitigated by encapsulating them in nanoparticles. Encapsulation of natural compounds in nanoparticles allows for controlled release, increased drug efficacy, and targeted therapy.
In this thesis study, caffeic acid phenethyl ester (CAPE), a natural compound reported to have anticancer effects in the literature, was encapsulated into poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) nanoparticles using the single emulsion solvent evaporation method. To enhance the therapeutic activity of the synthesized nanoparticles, they were coated with chitosan and functionalized with folic acid to actively target MCF-7 and MDA-MB-231 breast cancer cells.  The encapsulation efficiency of the synthesized nanoparticles was indirectly calculated using UV-vis spectrophotometry. The drug loading capacity and reaction yield were determined gravimetrically from the weights of the lyophilized nanoparticles. The average sizes and polydispersity index (PDI) of the nanoparticles were determined using dynamic light scattering, and their zeta potential was measured by electrophoretic light scattering.  Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) was used to identify the functional groups of the nanoparticles, confirm the encapsulation of CAPE, and verify surface modifications of the nanoparticles. The surface morphology of the synthesized nanoparticles was evaluated through micrographs obtained from field emission scanning electron microscopy. The in vitro release test of the nanoparticles was conducted using the dissolution method. Their cytotoxic activities were assessed on MCF-7 and MDA-MB-231 cells using the MTT assay. The anti-metastatic activity was determined on MDA-MB-231 cells through the wound healing assay.