Radyoaktif İyod-131 ile işaretli bleomycin-glukuronid'in hücre düzeyinde terapötik etkinliğinin incelenmesi
Investigation of therapeutic efficiency of bleomycin-glucuronide labeled with radioactive Iodine-131 in the cell level
Yazar: MELİS EDİZ
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR AVCIBAŞI
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Antikanser ajanı olarak kullanılan Bleomycin (BLM) ilk olarak 1966 yılında, Japonbilim adamı Umezawa ve arkadaşları tarafından Streptomyces verticillus'ün birmayalanma ürünü olarak izole edilmiş önemli glikopeptid yapılı bir antibiyotiktir.BLM'in iki türü vardır. Bunlar BLM A2 ve BLM B2'dir. Her ikisinin sitotoksik etkileriDNA fragmentasyonuna neden olma yeteneklerinden kaynaklanır. Etki spektrumuoldukça geniştir. BLM başlıca lenfosit kanseri olmak üzere yassı epitel karsinomları,testis kanseri ve taban siğilleri gibi birçok hastalık çeşidinde tedavi potansiyelinesahiptir.Yaptığımız bu çalışmanın amacı enzimatik olarak sentezlenen Bleomycinglukuronid'i(BLMG) 131I ile işaretlemek ve işaretli bileşiklerin terapötik etkinliğinininsandan elde edilen PC-3 (prostat), Caco (kalın barsak), Hutu (ince barsak) veA549 (akciğer) kanser hücre hatları üzerindeki inkorporasyonları in vitro olarakincelemek ve radyoişaretli bileşiklerin kanser hücreleri üzerindeki bağlanmaverimlerini hesaplamaktır. Bunun için ilk olarak UDP-glukuronil transferaz enzimininyoğun şekilde lokalize olduğu sıçan karaciğerinden izole edilen UDP-glukuroniltransferaz enzimi (UDPGT) ile BLMG enzimatik yolla sentezlenmiş daha sonra,HPLC yöntemi ile BLMG'nin izolasyon çalışmaları yapılmıştır. Bir sonraki adımda 131Iile işaretli BLM (131I-BLM) ve BLMG'nin (131I-BLMG) kalite kontrol çalışmalarıradyokromatografik yöntem kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda yapılançalışmalardan 131I-BLM ve 131I-BLMG için bağlanma verimleri sırasıyla % 90 ve% 80 olarak bulunmuştur. Daha sonraki adımda hücre kültürü çalışmalarınageçilmiş, 131I, 131I-BLM ve 131I-BLMG'nin PC-3 (Prostat) kanser hücrelerinebağlanma verimleri incelenerek optimum zaman, madde miktarı ve spesifik aktiviteparametreleri belirlenmiştir. Belirlenen optimum şartlar kullanılarak 131I, 131I-BLM ve131I-BLMG'nin Caco (kalın barsak), Hutu (ince barsak) ve A549 (akciğer) kanserhücre hatları üzerindeki bağlanma verimleri incelenmiş, deneysel verilerin tamamıGraphPad istatistik programı kullanılarak değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır. AyrıcaBLM ve BLMG'nin PC-3 kanser hücre hattı üzerindeki sitotoksiteleri incelenmiş veBLM ile BLMG FITC (fluorescein isothiocyanate) ile işaretlenerek PC-3 kanser hücrehattı üzerinde floresan görüntüleri alınmıştır.Sonuç olarak incelenen tüm hücre hatlarındaki işaretli bileşiklerin tutulumlarıkarşılaştırıldığında 131I-BLMG'nin hücrelerdeki tutulumunun 131I-BLM'nin tutulumunagöre yaklaşık 5-6 kat fazla olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç da, BLMG bileşiğininkonvansiyonel kemoterapötik ajan olarak kullanılan BLM'ye göre çok daha etkili biranti-tümör ajan olabilme potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Bleomycin (BLM) which is used as an anti-cancer agent, was first isolated byJapanese scientist Umezawa as a fermentation product of Streptomyces verticillusand BLM is an important antibiotic which is in glycopeptide form. There are twotypes of BLM. These are BLM A2 and BLM B2. Cytotoxic effect of both arises fromthe ability of causing DNA fragmentation. Effect spectrum is quite wide. BLM has atherapeutic potential in diseases such as lymphocyte cancer, platy ephiteliacarcinoma, testicle cancer and bottom wart.The aim of our study is to radiolabeling Bleomycin (BLM) and Bleomycinglucuronide(BLMG) which is enyzmatically synthesized enyzmatically with 131I andto investigate the incorporation of therapeutical activity of radiolabeled compoundson PC-3 (prostate), Caco (large intestine), Hutu (small intestine) and A549 (lung) oncancerous cell lines in vitro and measure the binding yield of radiolabeledcompounds on cancerous cells. Thus, firstly UDP-glucuronyl transferase enzymewas isolated from rat liver and then, BLMG was enyzmatically synthesized usingBLM and UDPGT and isolation studies of BLMGwas carried out by using HPLCmethod. In the latter step, quality-control studies of BLM and BLMG labeled with 131Iwere carried out by using radiochromatographic method. In this context, it was foundthat the binding yields were obtained to be % 90 and % 80 for 131I-BLM and 131IBLMGrespectively. Subsequently, cell culture studies were carried out and bindingyields of 131I, 131I-BLM ve 131I-BLMG on PC-3 (prostate) cancerous cells wereinvestigated. Optimum time, the amount of matter and specific activity parameterswere determined. With using the optimum conditions, the binding yields of 131I, 131IBLMve 131I-BLM on Caco, Hutu and A549 cancerous cell lines were investigatedand then, all of the experimental data were evaluated and interpreted by usingGraphPAd statistical program. Besides, cytotoxicities of BLM and BLMG on PC-3cancerous cell line were investigated and BLM, BLMG were labeled with FITC.Fluorescent images of BLM and BLMG were taken by focused on 100x and 10x,respectively.In conlusion when uptakes of radiolabeled compounds on all cell lines arecompared, it is found that uptake of 131I-BLMG on cells are 5-6 times higher thanuptake of 131I-BLM. This result shows that BLMG has a much more efficient antitumuoragent potential than that of BLM used as a conventional chemotherapyagent.