Küçük hücreli dışı akciğer kanser hücrelerine hedeflendirilmiş kombine ilaç içeren teranostik lipozomların etkinliğinin izlenmesi
The evaluation of co-drug encapsulated, targeted theranostic liposomes' efficiency in non-small cell lung cancer
Yazar: MERVE KARPUZ
Danışman: PROF. DR. ASUMAN YEKTA ÖZER ; DR. ÖĞR. ÜYESİ MİNE SİLİNDİR GÜNAY
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Radyofarmasi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Karsinoma-küçük hücreli olmayan-akciğer = Carcinoma-non small cell-lung ; Lipozomlar = Liposomes ; Neoplazmlar = Neoplasms ; İlaç hedefleme = Drug targeting ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers

Özet:
Kanser, dünya genelindeki temel sağlık sorunlardan biri olup, akciğer kanseri kanser türleri arasında insidans ve mortalite oranı en yüksek kanser tipidir. Rutinde akciğer kanserinin teşhis ve görüntülemesinde kullanılan akciğer grafisi, bilgisayarlı tomografi, manyetik rezonans ve nükleer görüntüleme yöntemleri gibi pek çok yöntem mevcut olsa da, bu yöntemler erken teşhis konusunda yetersiz kalmaktadır. Öte yandan, akciğer kanserinin tedavisinde kliniklerde en sık kullanılan tedavi yöntemleri cerrahi, radyoterapi ve kemoterapidir. Bunların arasında cerrahi; akciğer kanserini tedavi etmedeki en etkili yöntem olmakla birlikte, sadece erken evrelerde uygulanabilmektedir. Cerrahi işleme uygun olmayan erken evreli akciğer kanserine sahip hastalarda radyoterapi tercih edilen tedavi seçeneğiyken, ileri evreli hastaların tedavisinde kemoterapiye başvurulmaktadır. Kemoterapötik ilaçların, tümöre spesifik olmayıp, ciddi sistemik toksik etkilere sebep olması tedavideki en büyük sorunlardan birini oluşturmaktadır. Kanser tedavisinde sıklıkla kullanılan kombine terapi, monoterapinin toksik etkilerini azaltma, farklı etki mekanizmalarını hedefleme gibi pekçok avantaja sahiptir.
Bu bilgilerden yola çıkılarak, çalışmamızda, lipit tabakada paklitaksel, sulu çekirdekte vinorelbin hapsedilmiş, nanoboyutlu lipozom formülasyonları hazırlanmıştır. Bu formülasyonlar küçük hücreli dışı akciğer kanser hücrelerindeki folat reseptörlerine aktif ve/veya pasif hedeflendirilmiş ve 99mTc ile radyoaktif olarak işaretlenmiştir. Ardından karakterizasyon çalışmalarında lipozomların in vitro çalışmalar için uygun profilde olduğu, sahip oldukları partikül boyutu (pasif hedefliler için 150 nm civarı, aktif hedefliler için 180 nm civarı), PCX için %15 ve VNB için %20 civarındaki enkapsülasyon etkinliği ile -10 mV civarındaki zeta potansiyelleri ile gösterilmiştir. Stabilite çalışmalarında 4oC'de ağzı sıkı kapalı kaplarda yaklaşık 45 gün stabil kalan lipozom formülasyonlarının, A549, H1299, LLC-1 hücre hatlarındaki in vitro tutulum çalışmalarının sonuçları ve sitotoksisite profilleri değerlendirilmiştir. Alınan akım sitometri ve MTT analiz sonuçlarından, hücre hatlarında etkin bir biçimde tutuldukları ve sitotoksisite gösterdikleri görülmüştür.
Akciğer kanseri tümörü taşıyan farelerde gerçekleştirilen biyodağılım analizi sonucunda, 99mTc ile radyoişaretli, folat ile aktif hedefli kombine ilaç hapsedilmiş lipozom formülasyonunun, aktif hedefli olmayan formülasyona göre tümör dokusunda daha yüksek oranda tutulduğu görülmüştür. Ayrıca, folat ile aktif hedefli kombine ilaç hapsedilmiş lipozom formülasyonunun tedavi etkinliği, serbest ilaç kombinasyonu ve kontrol grubu olarak anti-kanser ilaç içermeyen lipozom formülasyonu karşısında yüksek bulunmuştur. Bunlara ek olarak, vücut ağırlığı dikkate alınarak yapılan toksisite çalışmasında, lipozomal formülasyonun serbest ilaç kombinasyonuna göre daha düşük toksisite gösterdiği görülmüştür.

Abstract:
Overall, cancer is a fundamental health issue all around the world. In particular, lung cancer is the type that has the highest incidence and mortality rate. Although several methods including chest x-rays, computed tomography, magnetic resonance and nuclear imaging methods are routinely employed in the diagnosis and imaging of lung cancer; these techniques fall short of sufficient when it comes to early diagnosis. On the other hand, the most frequently used treatment methods for lung cancer are surgery, radiotherapy and chemotherapy. Among these, surgery is the most effective method in treating lung cancer; however, it can only be practiced in the early stages of the disease. While radiotherapy is the treatment method of choice for the patients with early-stage lung cancer that's not suitable for surgical procedures; chemotherapy is utilized in the treatment of advanced-stage patients.  The fact that chemotherapeutic drugs are not tumor-specific and cause serious, systemic, toxic effects constitutes one of the biggest problems in the treatment. Combination therapy, is frequently used in cancer treatment, has various advantages including reducing of toxic effects of monotherapy and targeting of different mechanisms.
Taking these facts into consideration, in our study; nanosized liposome formulations were prepared. While doing so; paclitaxel was encapsulated in the lipid bilayer and vinorelbin was encapsulated in the hydrophilic core of the same liposomes. These formulations were targeted actively and/or passively at the folate receptors in the non-small cell lung cancer cells and labelled with 99mTc radionuclide. In the subsequent characterization studies, the suitability of the profiles of liposomes for in vitro studies has been proven by their particle size (about 150nm for passive targeted ones and about 180 nm for active targeted ones) and encapsulation efficiency of 15% for PCX and 20% for VNB as well as their zeta potential of about -10 mV. The results of the stability studies showed that the liposome formulations remained stable in tightly sealed containers for about 45 days at 4oC. The cytotoxicity profiles of these liposome formulations and the results of the in vitro uptake studies were evaluated in the A549, H1299 and LLC-1 cell lines. According to the results of flow cytometry and MTT analyses, liposomes were uptaken and showed high cytotoxic effects in cells.
By the results of biodistribution studies performed in mice bearing lung cancer, radiolabeled with 99mTc, actively folate targeted, co-drug encapsulated liposomes formulations were uptaken in tumuor tissue compared to non-actively targeted one. In addition, the treatment efficiency of actively folate targeted, co-drug encapsulated liposomes formulations were found as higher than free drug combination and no-drug encapsulated liposome formulation as control group. Furthermore, liposomal formulations showed lower toxicity compared to free drug combinations in the toxicity study considering body weight.