Aptamer tabanlı teikoplanin yüklü poli laktik ko-glikolik asit nanopartiküllerin staphylococcus aureus üzerine ın vitro etkisi
In vitro effect on staphylococcus aureus of aptamer based teicoplanin loaded poly lactic co-llycolic acid nanoparticles
Yazar: SAMET UÇAK
Danışman: DOÇ. DR. BANU MANSUROĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu tez çalışmasında; antibiyotik – mikroorganizma etkileşimini sınırlamak ve antibiyotik dozundaki kaybın önlenmesi amacıyla aptamer konjuge PLGA nanopartiküler sistem kullanıldı. Teikoplanin antibiyotiği ikili emülsiyon (su/yağ/su) çözücü buharlaştırma metodu kullanılarak PLGA nanoperiküllerine yüklendi ve PLGA nanopartikülleri (BOS) ve teikoplanin (TP) yüklü PLGA nanopartikülleri (FT) sentezlendi. BOS ve FT'ye ait yapılan 3 tekrarlı partikül boyutu ve zeta potansiyel ölçümü analizi sonuçlarına göre BOS için, partikül boyutu 228±1,484 nm olarak ölçülmüşken, FT için 226±5,568 nm ölçüldü. Nanopartiküllerin enkapsülasyon verimi (EV) %98, etken madde reaksiyon verimi (RV) %69 ve etken madde yükleme verimi (YV) %7 olarak ölçüldü. BET analizine göre, BOS ve FT için, BET yüzey alanı
7.9798 m2/g ve 10.0573 m2/g, Por hacmi < 1.269 nm : 0.0000 cm3/g ve < 1.269 nm : 0.0000 cm3/g, Por alanı > 216.632 nm : 0.000 cm2/g ve > 117.233 nm : 0.000 cm2/g olarak ölçüldü. SEM ve AFM analizine göre, sentezlenen nanopartiküllerin nano boyutlu, dar bir aralıkta boyut dağılımına sahip, pürüzsüz–küresel şekilde oldukları saptandı. PLGA nanopartiküllerinin yüzeyi S.aureus bakterisine özgün olan aptamer ile konjuge edildi. FT-IR çalışmasında, NHS/EDC bağlayıcısının PLGA yüzeyine bağlandığı N-H bükülme titreşimi (1640-1550 cm-1) ile gösterildi. Yapılan kontrollü salım çalışmasında, PLGA' nın ilk 1 saat içinde enkapsüle ettiği teikoplaninin %55'ini, 20. gün sonunda %80'ini ortama bıraktığı belirlendi. Antimikrobiyal test olan Buyyon Dilüsyon (Brot Dilüsyon) testi uygulanarak, boş PLGA, saf teikoplanin, PLGA yüklü teikoplanin ve teikoplanin yüklü aptamer konjuge PLGA nanopartiküllerin referans suşlar üzerindeki etkinlikleri incelendi. Saf teikoplanine karşı aptamer konjuge teikoplanin yüklü PLGA'nın uygulandığı referans suşlarda, MİK değerlerinin S. aureus (ATCC 29213), S.aureus (ATCC 25923) ve S.aureus (ATCC 43300) suşlarında 32 kat, kan kültüründen izole edilen metisiline dirençli S.aureus (MRSA) klinik suşunda (EGE-KK-13), kan kültüründen izole edilen metisiline dirençli S.aureus (MRSA) klinik suşunda (EGE-KK-95) 64 kat daha düşük olduğu görüldü. S.aureus spesifik aptamer kullanıldığı için aptamerin S.epidermidis'e bağlanmadığı ve teikoplanin salımına izin vermediği gözlemlendi. Bunun sonucunda da S.epidermidis suşunda inhibisyon görülmedi. Elde edilen sonuçlar hedefe yönelik ilaç çalışmaları için umut vaat etmektedir.

Abstract:
In this thesis study, aptamer conjugated PLGA nanoparticular system was used to limit antibiotic-microorganism interactions and to prevent loss of antibiotic doses. Teicoplanin antibiotic was loaded by applying double emulsion (water / oil / water) solvent evaporation method to PLGA nanoparticles and PLGA nanoparticles (BOS) and teicoplanin (TP) loaded PLGA nanoparticles (FT) were synthesized. According to the results of 3 replicated particle size and zeta potential measurement analysis of BOS and FT, particle size was measured as 228±1,484 nm for BOS and 226±5,568 nm for FT. The encapsulation efficiency (EV) was measured as 98%, active substance reaction efficiency (RV) 69% and active substance loading efficiency (YV) as 7% of the nanoparticles. According to the BET analysis, It was measured as BET surface area 7.9798 m2/g, and 10.0573 m2/g, pore volume < 1269 nm: 0.0000 cm3/g and < 1269 nm: 0.0000 cm3/g, pore area > 216,632 nm 0.000 cm2/g and > 117.233 nm: 0.000 cm2/g for the BOS and FT. According to the SEM and AFM analysis, synthesized nanoparticles were nano-sized, smooth-spherical with a narrow range size distribution. The surface of the PLGA nanoparticles were conjugated with aptamer specific S.aureus bacteria. In the FT-IR study, it was shown by the N-H bending vibration (1640-1550 cm-1) that the NHS / EDC binder was attached to the PLGA surface. In the controlled release study, it was determined that PLGA released 55% of the teicoplanin which was encapsulated within the first hour and 80% at the end of the 20th day. The efficacy of empty PLGA, pure teicoplanin, PLGA loaded teicoplanin and teicoplanin loaded aptamer conjugated PLGA nanoparticles on the reference strains were examined by applying the antimicrobial test, Buyyon Dilution (Brot Dilution) test. In the reference strains where pure teicoplanin was administered against teicoplanin loaded PLGA, MIC values were 32 times lower in S. aureus (ATCC 29213), S.aureus (ATCC 25923) and S.aureus (ATCC 43300), 64 times lower in the clinical strain of methicillin-resistant S.aureus (MRSA) (EGE-KK-13) isolated from blood culture and the clinical strain of methicillin-resistant S.aureus (MRSA) (EGE-KK- 95) isolated from blood culture. Since S.aureus specific aptamer was used, it was observed that the aptamer was not bound to S.epidermidis and did not allow teicoplanin release. As a result, the inhibition was not observed in S.epidermidis strains. The results show promise for targeted drug studies.