Akut promyelositik lösemi hücre hattında (HL-60) çoklu ilaç direncininin azaltılmasında manyetik nanopartikül destekli ilaç kullanılması
Using magnetic nanoparticle supported drug in reducing multiple drug resistance in acute promyelocytic leukemia cell line (HL-60)
Yazar: HASAN ULUSAL
Danışman: PROF. DR. MEHMET TARAKÇIOĞLU
Gaziantep Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Apoptozis = Apoptosis ; Folik asit = Folic acid ; Hücre dizisi = Cell line ; Lösemi = Leukemia ; Manyetizma = Magnetism ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; İlaç kullanımı = Drug utilization ; İlaçlara direnç = Drug resistance ; İlaçlara direnç-çoklu = Drug resistance-multiple

Özet:
Kanser, ölüm oranlarının yüksek olması ve tedavideki zorluklar nedeniyle önemli bir sağlık problemidir. İdarubisin göğüs kanseri ve akut lösemilerin tedavisinde sıklıkla kullanılan bir antikanser ilacıdır. İdarubisin kullanımının bazı dezavantajları vardır. Bunlar kanser hücrelerine spesifik olmaması, sağlıklı hücre ve dokulara zarar vermesi, kullanımından sonra kanserin nüksetmesi ve çoklu ilaç direncinin gelişmesidir. Bu amaçla, tez kapsamında ilaç direncini azaltacak, ilacın taşınmasını sağlayacak ve ilacı lösemi hücrelerine daha spesifik hale getirecek manyetik nanopartikül (MNP) sistemini kullandık. Çalışmamızda öncelikle Fe3O4 nanopartikülleri hazırlandı, çeşitli organik moleküllerle kaplandı, MNP'lere folik asit bağlandı ve FT-IR, XRD, C-TEM, SEM yöntemleriyle karakterizasyon işlemleri yapıldı ve idarubisin bağlandı. İdarubisin bağlı MNP'lerin ve serbest idarubisinin HL-60 hücre hatlarında sitotoksik etkisi 24., 48. ve 72. saatlerde MTT ve ATP testleriyle belirlenip IC50 değerleri hesaplandı. Bulunan IC50 konsantrasyonlarındaki apoptoz durumu flow sitometriyle değerlendirildi, PCR yöntemiyle MDR1, Puma, NOXA, BAX, Survivin ve BCL-2 genlerin eskpresyonları ölçüldü. Yapılan sitotoksite testlerinde MNP kullanımıyla IC50'nin 2 ile 20 kat arasında düştüğü ve folik asit bağlı MNPlerde sitotoksik etkinin daha da arttığı bulundu. Gen ekspresyon ölçümlerinde MNP kullanımında apoptotik genlerin ekspresyonlarının arttığı, MDR1 ve antiapoptotik genlerin ekspresyonlarının ise azaldığı bulundu. Flow sitometri ölçümlerinde apoptozun arttığı bulundu. MNP sistemlerinin kullanımı ilacın kontrollü salınımını sağladığından ve yapısından dolayı hücre dışına çıkışını engellediğinden ilaç direncini azaltmıştır. Ayrıca apoptozu uyardığından ilacın daha düşük konsantrasyolarda etki etmesini sağlamıştır. Folik asit kullanımı ilacı kanser hücrelerine spesfikliğini arttırdığından ve hücre içine girişi kolaylaştırdığından ilacın etkinliğini arttırmıştır. Buradan elde edilen sonuçlar daha ileri çalışmalara ışık tutacak ve kanser hastalarının tedavisi için daha etkili yöntemler geliştirmesini sağlayacaktır.

Abstract:
Cancer is an important health problem due to its high mortality rate and difficulties in treatment. Idarubicin is an anticancer drug frequently used in the treatment of breast cancer and acute leukemias. The use of idarubicin has some disadvantages. These are nonspecific to cancer cells, damage to healthy cells and tissues, recurrence of cancer after use, and development of multi-drug resistance. For this purpose, we used the magnetic nanoparticle (MNP) system, which will reduce drug resistance, ensure drug transport and make the drug more specific to leukemia cells. In our study, firstly, Fe3O4 nanoparticles were prepared, coated with various organic molecules, folic acid was attached to MNPs and characterization processes were performed with FT-IR, XRD, C-TEM, SEM methods, and idarubicin was bound. The cytotoxic effects of idarubicin-bound MNPs and free idarubicin on HL-60 cell lines were determined at 24, 48 and 72 hours by MTT and ATP tests, and IC50 values were calculated. The apoptosis status at the IC50 concentrations found was evaluated by flow cytometry, and the expression of MDR1, Puma, NOXA, BAX, Survivin and BCL-2 genes were measured by PCR method. In the cytotoxicity tests, it was found that the IC50 decreased between 2 and 20 times with the use of MNP, and the cytotoxic effect was further increased in folic acid-dependent MNPs. In gene expression measurements, it was found that the expressions of apoptotic genes increased, while the expressions of MDR1 and antiapoptotic genes were decreased in the use of MNP. Apoptosis was found to be increased in flow cytometry measurements. The use of MNP systems has reduced drug resistance since it provides controlled release of the drug and prevents its exit from the cell due to its structure. In addition, since it stimulated apoptosis, it enabled the drug to act at lower concentrations. The use of folic acid has increased the effectiveness of the drug, as it increases the specificity of the drug to cancer cells and facilitates entry into the cell. The results obtained here will shed light on further studies and will enable them to develop more effective methods for the treatment of cancer patients.