Antineoplastik ilaç içeren maleik anhidrit kopolimer konjugatlarının antimikrobiyal aktiviteleri, ilaç salım davranışları ve meme kanseri hücre serileri üzerine antitümör  
aktivitelerinin incelenmesi
Investigation of antitumor activities on breast cancer cell lines, drug release behaviors and antimicrobial activity of the copolymer-drug conjugates containing maleic anhydride antineoplastic agents
Yazar: TUTKU TUNÇ
Danışman: PROF. DR. ZEYNEP SÜMER
Cumhuriyet Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Antienfektif ajanlar = Anti infective agents ; Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Konjugat = Conjugate ; Kopolimerler = Copolymers ; Maleik anhidrit = Maleic anhydride ; Meme neoplazmları = Breast neoplasms ; Neoplazm kök hücreleri = Neoplastic stem cells ; Uzun etkili ilaçlar = Delayed action preparations ; İlaçlar-araştırma safhasında = Drugs-investigational

Özet:
Bu çalışma kapsamında, ilk aşamada maleik anhidrit içeren kopolimerlerin sentezlenmesi, yapısal karakterizasyonu, antimikrobiyal aktivitelerinin araştırılması ve kopolimerlerin antineoplastik ajanlar ile türevlendirilmesi, sonraki aşamada ise sentezlenen kopolimer-ilaç konjugatlarının (çiftlerinin) MCF-7 meme kanseri hücre serileri üzerine antitümör aktivitelerinin incelenmesi ve L929 fare fibroblast hücre serileri üzerine toksik etkilerinin (sitotoksisitelerinin) araştırılması amaçlandı.
Kopolimerlerin ve kopolimer-ilaç çiftlerinin yapısal karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü İnfrared Spekroskopisi (FTIR) ve Proton Nükleer Magnetik Rezonans Spektroskopisi (1HNMR) ile yapıldı. Ayrıca bu çiftlerin sudaki çözünürlükleri incelendi. Kopolimerlerin antibakteriyel ve antifungal aktiviteleri S. aureus, E. faecalis, Meticillin-Resistant Staphylococcus aureus; E. coli,  P. aeruginosa, C. albicans mikroorganizmaları üzerinde Disk difüzyon yöntemi kullanılarak araştırıldı. Kopolimer-ilaç çiftlerinin yapay vücut sıvısı olarak kabul edilen PBS (Phosphate Buffer Saline) tamponundaki davranışları 1, 24 ve 48. saatlerde vücut sıcaklığı olan 37 ºC?de incelendi. Kopolimer-ilaç çiftlerinin MCF-7 hücreleri üzerindeki antitümör aktiviteleri, saf antineoplastik ajanların gösterdiği antitümör aktiviteleri ile karşılaştırmalı olarak MTT testi ile, L929 hücreleri üzerindeki toksik etkileri ise yine karşılaştırmalı olarak XTT testi ile belirlendi. Sonuçlar Mann-Whitney U Testi ile istatistiksel olarak analiz edildi.
Sentezlenen, yapısal karakterizasyonları belirlenen ve sudaki çözünürlükleri araştırılan kopolimer-ilaç çiftlerinden üç tanesinin amitleşme mekanizması ile oldukça başarılı bir tepkime ile birbirlerine bağlandıkları, suda iyi çözündükleri ve PBS`deki davranışlarının da oldukça iyi olduğu belirlendi. Kopolimerlerin herhangi bir antibakteriyel ve antifungal etkisinin olmadığı disk difüzyon yöntemi ile tespit edildi. Sentezlenen çiftlerden MAVA-Ametopiterin ve                           MAVA-Gemsitabin çiftlerinin, MCF-7 hücreleri üzerinde antitümör aktivitelerinin, içerdikleri saf ilaca göre anlamlı derecede yüksek olduğu tespit edilmiştir (p<0,05). Her üç çiftin de L929 hücreleri üzerindeki toksik etkisinin içindeki saf ilaca göre anlamlı derecede düşük olduğu bulundu (p<0,05).
Sonuç olarak; sentezlenen kopolimer-ilaç çiftlerinin konjugasyon tepkimelerinin başarılı olması sonucu, içerdikleri kopolimerlerden farklı olarak biyolojik uyum gösterdikleri, suda oldukça iyi çözündükleri ve PBS tamponundaki davranışlarının da uyumlu olduğu belirlendi. İlaç etken maddelerinin mevcut antitümör aktivitesinin kopolimer-ilaç çiftlerinin oluşturulmasıyla arttığı ve aynı zamanda toksik etkisinin de içerdiği saf ilaca göre azaldığı tespit edildi.

Abstract:
In this study, at the first stage; synthesizing the copolymers containing maleic anhydride, investigating their structural characterizations and the antimicrobial activity, and deriving the copolymers with antineoplastic agents were aimed. In the second stage;  analysing the antitumor activity of the synthesized copolymer-drug conjugates on MCF-7 breast cancer cell lines and investigating their toxic effects (cytotoxicity) on the L929 mouse fibroblast cell lines were aimed.
Structural characterizations of the copolymers and copolymer-drug conjugates were performed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1HNMR). Their solubility in water were also examined. Antibacterial and antifungal activities of the copolymers on the microorganisms S. aureus, E. faecalis, Meticillin-Resistant Staphylococcus aureus, E. coli, P. aeruginosa, C. albicans strains were evaluated using the Disc Diffusion method. The behaviors of copolymer-drug conjugates in PBS (Phosphate Buffer Saline), which is accepted as artificial body fluid, were investigated at 1st, 24th and 48th  hours at 37°C, body temperature. Antitumor activities of copolymer-drug conjugates on MCF-7 cells were determined by MTT assay via comparing with antitumor activities of the pure antineoplastic drugs. Also toxic effects of copolymer-drug conjugates on L929 cells were determined by XTT Assay via comparing with the pure antineoplastic agents. The results were analyzed statistically with the Mann-Whitney U Test.
Three of the copolymer-drug conjugates which are synthesized, whose structural characterizations are determined and solubility in water are examined are determined to have been bound with a quite successful reaction via amidation mechanism; to be well solved in water; and to have quite good release behaviour in PBS. It is determined by Disc Diffusion Method that the copolymers have no  antibacterial and antifungal effects. Except for MAVA-Cytarabine conjugate, antitumor activity of MAVA-Amethopterin and MAVA-Gemcitabine conjugates on MCF-7 cells were found to be significantly higher than the pure drugs they include (p<0,05). Toxic effects of all three  conjugates on L929 cell lines were found to be significantly lower than the pure drugs they incude (p<0,05).
As a result of the study; since the conjugation reactions of the copolymer-drug conjugates have been successful, it is determined that unlike contained copolymers, they have biocompatibility; that their solubility in water is quite good and that they show compatible  behaviours in PBS buffer solution. Existing antitumor activities of the active ingredients of the drugs have increased with the formation of copolymer-drug conjugates and at the same time the toxic effects of them were decreased compared to the pure drug they include.