Kemik metastazlarının tedavisinde etkili nanopartikül formülasyonlarının geliştirilmesi, optimizasyonu ve ın vitro değerlendirilmesi
Formulation development, optimisation and in vitro evaluation of  nanoparticles effective to bone methastasis
Yazar: SERHAT KOZLU
Danışman: PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Alendronat = Alendronate ; Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Doksorubisin = Doxorubicin ; Kemik neoplazmları = Bone neoplasms ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazm metastazları = Neoplasm metastasis ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Selekoksib = Celecoxib ; Uzun etkili ilaçlar = Delayed action preparations ; İlaç dağıtım sistemleri = Drug delivery systems

Özet:
İnsidansı yüksek olan (meme ve prostat kanseri) kanserlerde sıklıkla görülen kemik metastazları hastanın hayat kalitesini belirgin derecede düşürmekte ve hastanın kaybıyla sonuçlanan ciddi komplikasyonlara neden olmaktadır. Kemiğe metastaz yapmış meme kanseri tedavisinde yüksek dozda kullanılan kemoterapötiklerden olan doksorubisin, başta kardiyotoksisite olmak üzere ciddi yan etkileri nedeniyle kullanım kısıtlaması bulunan bir moleküldür. Son yıllarda yapılan ve kardiyak yan etkileri nedeniyle sonuçlandırılamayan klinik çalışmalar sayesinde, doksorubisin ile anti enflamatuar bir ilaç olan selekoksibin sinerjik etki gösterdiği bilinmektedir. Bu tez kapsamında bu iki etkin maddeye ait sinerjik etkiyi ve spesifik olarak bir dokuda ilaç konsantrasyonunun artmasını sağlayacak bir taşıyıcı sistemin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla taşıyıcı sistem olarak PLGA nanopartikülleri, hedeflendirme ligandı olarak kemik dokusunda yer alan kalsiyum iyonları ile şelat yapma özelliği olan alendronat, etkin madde olarak ise doksorubisin ve selekoksib kullanılmıştır. Öncelikle insan meme kanseri hücrelerinde sinerjik etkinin gözlendiği optimum doz tespit edilmiş, tespit edilen optimum dozun deney tasarımı ile nanopartiküller içerisine yüklenmesi sağlanmıştır. Elde edilen optimize nanopartiküller  partikül boyutu, elektron mikroskobisi görüntüleri, yüzey yükü, salım profili anlamında karakterize edilmişlerdir. Karakterize edilen nanopartiküllerin etkinlikleri ise in vitro ortamda kalsiyum bağlama kapasitesi, hidroksiapatit afinitesi, in vitro sitotoksisite ve hücre içine alım görüntülemeleri ile; in vivo olarak da Balb/c fareler üzerinde yapılan biyodağılım çalışmaları ile test edilmişlerdir. Tasarlanan nanopartiküler sistemin, etkin maddeyi istenilen doz oranında taşıyan ve kemik dokusuna afinitesi olan nanopartiküler taşıyıcı bir sistem olduğu bulunmuştur.

Abstract:
Bone metastasis that is often seen on patient with high incidence cancers (egg. breast and prostate) because important complication that lowers the quality of life and even ended with death. Doxorubicin is one of the chemotherapeutics using for the treatment of breast cancer metastasis on bone has some limitation due to its adverse effects primarily cardiotoxicity. In recent years it is known that doxorubicin and celecoxib have synergistic effect. There are some clinical trials that had to be stopped due to adverse effect to other organs.  Within this study it is aimed to develop a nanocarrier system that leads the synergic effect of these molecules and promote increasing of drug concentration in the specified tissue. Thus, PLGA nanoparticles has chosen as carrier system, alendronate as targeting ligand due to its chelating properties with calcium ions in bone tissue, doxorubicin and celecoxib have chosen as the active pharmaceutical ingredients.  Metastatic breast cancer has chosen as the model disease. At first step, the optimum dose that shows synergic effect is investigated with human breast cancer cell line.  The determined optimum synergic dose is incorporated into nanoparticles by the help of statistical experimental design tools. Optimized nanoparticles were characterized with particle size, electron microscopy images, surface charge and in vitro release characteristics. The characterized particles' affinity to bone tissue has been investigated with in vitro calcium binding capacity assay, hydroxyapatite binding affinity assay and in vitro cell cytotoxicity and uptake studies. Moreover in vivo biodistribution study has been performed with Balb/c mice.  
It is founded that; the developed nanoparticular system is promising with ability to carry the drugs at desired dose ratio and with affinity to bone tissue.