İnsan serum albumini nanoparçacıklarına yüklü dosetaksel: Sentezi, karakterizasyonu ve prostat kanserinde nükleer görüntüleme potansiyeli
Docetaxel loaded human serum albumin nanoparticles: Synthesis, characterization and potential of nuclear imaging of prostate cancer
Yazar: EBRU ERTÜGEN
Danışman: PROF. DR. FATMA YURT ONARAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering ; Onkoloji = Oncology
Dizin: Ege Üniversitesi = Aegean University

Özet:
Ülkemizde erkeklerde en sık görülen kanser türlerinden ikincisi prostat kanseridir. Kanser hastalığının tedavisinde; klinik tedavinin zamanında değerlendirilmesi ve tedaviyi izleme etkili bir terapi sistemi için kritik önem taşır. Kanser; aşama ve lokalizasyonlarına bağlı olarak cerrahi, kemoterapi ve radyoterapi gibi uygulamalarla tedavi edilmeye çalışılır. Ancak bu tedavi yöntemleri normal hücrelere de hasar vermekte, çeşitli yan etkiler oluşturmaktadır. Kemoterapi ve radyoterapi yöntemleri yan etkilerine rağmen kanser tedavisinde en sık kullanılan yöntemlerdir.
Kemoterapi amacıyla kullanılan çoğu kanser ilaçları tümör hücreleri ile sağlıklı hücreleri birbirinden ayıramaz. Dolayısıyla sistemik toksisiteye ve yan etkilere neden olur. Bu durum; ilacın alınabilen maksimum dozunu sınırlar. Ayrıca hızlı eliminasyon ve geniş bir alana yayılım ilacın daha fazla miktarda uygulanmasını gerektirir. Bu ekonomik olmamakla beraber istenmeyen yan etkilerin ortaya çıkmasına sebep olur.
Bu tez çalışmasında prostat kanserinin teşhiş ve tedavisi için antikanser ilaç olan dosetaksel yüklü nanoparçacık hazırlanmış ve antikanser ilacı yüklü nanaoparçacık 131I ile işaretlenmiştir. Taşıyıcı olarak 90 nm hidrodinamik çapa sahip ve zeta potansiyeli -52.6 mV olan insan serum albumin (HSA) nanoparçacıkları sentezlenmiştir. SEM analizi sonuçlarına göre küresel şekilli HSA nanoparçacıkların boyutunun 100-200 nm aralığında olduğu tespit edilmiştir. HSA nanoparçacıkların antikanser ilacın hedef dokuya taşınımını sağlaması amaçlanmıştır. Dosetaksel (DTX) ilacı nanoparçacıklara %50 verimle yüklenmiştir. DTX yüklü nanoparçacıkların (DTX-HSA) boyutu ise 150-160 nm aralığındadır ve bu nanoparçacıklar -27.2 mV zeta potansiyeline sahiptir. SEM analizi sonuçlarına göre DTX-HSA nanoparçacıkların boyutunun 150-300 nm aralığında oluğu tespit edilmiştir. FTIR analizi sonuçları da HSA nanoparçacık ve DTX-HSA nanoparçacık sentezinin başarılı bir şekilde gerçekleştiğini desteklemektedir. In vitro ilaç salımı deneyi sonuçlarına göre HSA nanoparçacıklarına yüklü DTX'in 48 saat sonunda pH 7.4 ortamında %80'i salınırken, pH 5.8 ortamında salım miktarının %93 olduğu tespit edilmiştir.
DTX-HSA nanoparçacığı iyodojen metoduyla 131I ile işaretlenmiştir. Kalite kontrol çalışmalarıyla işaretleme veriminin %98.67±2.31 olduğu saptanmıştır. 131I-DTX-HSA nanoparçacığının in vitro olarak prostat tümör hücreleri (PC-3) ve sağlıklı prostat hücrelerinde (RWPE-1) tutulum deneyleri yapılmıştır. 131I-DTX-HSA nanoparçacıkların 24. saatte PC-3 hücre hattında tutulumunun %1.29±0.22, RWPE-1 hücre hattında %0.65±0.17 olduğu tespit edilmiştir. PC-3 hücre hattında 24 saat inkübasyon süresinde tutulumun en yüksek olduğu, RWPE-1 hücrelerinde ise tutulumun inkübasyon süresi arttıkça azaldığı gözlemlenmiştir. Nanoparçacığa yüklenen DTX antikanser ilacın sağlıklı hücrelere kıyasla tümörlü hücrelerde seçimli akümüle olması ile sağlıklı hücrelerde toksik etkinin azaldığı, bu taşıyıcı sistem sayesinde ilacın yan etkilerinin azaldığı tespit edilmiştir. Böylece sentezlenen DTX-HSA nanoparçacıkların prostat kanseri tedavisinde kullanılmasıyla daha etkili bir terapi sağlanacağı ortaya konulmuştur.
Elde dilen sonuçlar DTX-HSA nanoparçacıklarının yüksek verimle 131I ile işaretlenebileceğini ve prostat kanserinin nükleer görüntülemesinde faydalanabileceğini göstermiştir. Üstelik 131I'in β- salınımının yanı sıra γ salınımı da olmasından dolayı 131I-DTX-HSA'nın kanserin tedavisinde kullanılabilir.Sonuç olarak, 131I-DTX-HSA'nın prostat kanserinde hem nükleer görüntülemesinde hem de radyoterapisinde kullanılabilecek uygun bir ajan olarak görülmektedir. Bu çalışmada 131I-DTX-HSA'nın nükleer görüntüleme potansiyeli in vitro olarak saptanmıştır. Tez çalışmasının sonuçları gelecekte in vivo çalışmalar ile bu potansiyelin araştırılmasında temel olacağından önem taşımaktadır.

Anahtar Kelimeler: İnsan Serum Albumini (HSA), dosetaksel, prostat kanseri, 131I

Abstract:
The second most common type of cancer in men in our country is prostate cancer. Well-time clinical treatment and imaging have critical importance for an effective therapy system in the cancer treatment. Depending on the stages of cancer and its localization, the cancer treats with applications such as surgery, chemotherapy and radiotherapy. However these treatment methods damage normal cells and cause various side effects. The chemotherapy and radiotherapy methods are the most frequently used methods in the treatment of cancer despite their side effects.
Most cancer drugs used for chemotherapy cannot separate tumor cells from healthy cells. Therefore, it causes systemic toxicity and side effects. This situation limits the maximum available dose of the drug. In addition, rapid elimination and spread over a large area require a greater amount of the drug applied. In addition to not being economical, it causes undesirable side effects.
In this study, the anticancer drug loaded nanoparticles were prepared and labeled with 131I for diagnosis and treatment of prostate cancer. Human serum albumin nanoparticles (HSA) with hydrodynamic diameter of 90 nm and a zeta potential of 52.6 mV were synthesized as drug delivery system. According to results of SEM analysis, the size of spherical HSA nanoparticles was mesaured to be in the range of 100-200 nm. HSA nanoparticles are aimed to provide transport of the anticancer drug to the target tissue. Docetaxel (DTX) were loaded onto the nanoparticles with 50% efficiency. The size of DTX loaded nanoparticles (DTX-HSA) is in the range of 150-160 nm and these nanoparticles have a zeta potential of -27.2 mV. According to results of SEM analysis, the size of DTX-HSA nanoparticles were determined as the range of 150-300 nm. The results of FTIR analysis support that syntheses of HSA nanoparticles and DTX-HSA nanoparticles were successfully carried out. According to in vitro drug release assay, 80% of DTX from loaded DTX-HSA nanoparticles was released at pH 7.4 medium, while 93% of DTX was released from DTX-HSA nanoparticles at pH 5.8 medium in the end of 48 hours.
DTX-HSA nanoparticles were labelled with 131I via iodogen method. According to quality control studies the labelling efficiency was 98.67±2.31%. In vitro intracellular uptake experiments of 131I-DTX-HSA nanoparticles was done on prostate tumor cells (PC-3) (1.29±0.22%) and healthy prostate cells (RWPE-1) (0.65±0.17%) at 24 hours. 131I-DTX-HSA nanoparticles uptake is higher in PC-3 cell line than RWPE-1 cell line. The highest uptake in PC-3 cell line was observed in 24 hours incubation time, the uptake value reduced in incubation time increased. It is observed that toxic effect on healthy cells decreases by selective accumulation of DTX anticancer drug loaded nanoparticles in tumor cells compared to healthy cells thanks to drug delivery system. Thus the side effects of the drug decreased. It is put forth that use of DTX-HSA nanoparticles in the treatment of prostate cancer has been proven to be a more effective therapy.
Obtained results shown that DTX-HSA nanoparticles are labelled with 131I with high efficiency and might be useful in nuclear imaging of prostate cancer. Moreover the 131I-DTX-HSA nanoparticles may be contribute treatment of the cancer as it has a β- emission of 131I as well as γ emission. In conclusion, 131I-DTX-HSA appears as suitable agent that might be used in both nuclear imaging and radiotherapy of prostate cancer. In this study the nuclear imaging potential of 131I-DTX-HSA was determined as in vitro. The results of study are important to be based on investigating of this potential with in vivo studies in the future.

Key words: Human serum albumin (HSA), docetaxel, prostate cancer, 131I