Thymus vulgaris bitki özütünün hedefli kanser tedavisine yönelik plga nano-formülasyonunun hazırlanması, in vitro ve in vivo karakterizasyonu
Preparation of PLGA nano-formulation with thymus vulgaris extract for targeted cancer therapy and its in vitro, and in vivo characterization
Yazar: YASİN ÇELİKOK
Danışman: PROF. DR. IŞIL ALBENİZ ; DOÇ. DR. FATEMEH BAHADORI
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyofizik = Biophysics

Özet:
Thymus vulgaris baharat olarak bilinen ve tıbbi amaçlı kullanılan aromatik bitkilerden biridir. İçerdiği fenolikler ve flavonoidler, kanser ve kronik inflamasyon gibi hastalıkların gelişimini geciktirmede önemli rol oynar. Son yıllarda, nanopartikül kaplı ilaçların geliştirilmesi ve kanser tedavisinde ilaçların etkinliğini arttıran nanopartiküllerin kullanımı büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmada, maserasyon yöntemi kullanılarak T. vulgaris petrol eteri özütü hazırlandı. Özütte bulunan fitokimyasallar GC-MS yöntemiyle analiz edildi. Özütün timol (%23,34) ve fitol (%10,92) açısından zengin olduğu belirlendi. Özütün PLGA ile nanoformülasyonu emülsiyon çözücü buharlaştırma yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi. DLS ile optimizasyon (15 mg özüt ve 50 mg PLGA) ve karakterizasyon (Z-ortalama: 176,4 nm) çalışmaları yapıldı. Özütün, nanoformülasyonun ve paklitaselin, MDA MB-231 meme kanseri hücreleri üzerindeki sitotoksik etkisi in vitro MTT yöntemiyle incelendi. Nanoformülasyonun (IC50: 22,27 µg/mL) özüte (IC50: 60,79 µg/mL) kıyasla, özellikle 24. saatte hücreler üzerinde daha etkili olduğu görüldü (p<0,05). Çalışmanın in vivo kısmında, Wistar albino dişi sıçanlara matrijel içerisinde 13762 MAT B III meme kanseri hücrelerinin subkutan enjeksiyonu ile meme tümörü oluşturuldu. Hayvanlar nanoformülasyon, paklitaksel ve nanoformülasyon+paklitaksel uygulanarak tedavi edildi. Nanoformülasyon ve nanoformülasyon+paklitaksel uygulanan deney gruplarında tümör boyutlarının kontrole göre sırasıyla %78 ve %63 oranlarında küçüldüğü görüldü (p<0,05). Nanoformülasyonun pasif hedeflemesi sayesinde daha yüksek hücresel alım ile sitotoksisiteye neden olduğu ve meme tümöründe etkili olduğu tespit edildi. İn vitro ve in vivo deneyler sonucunda meme kanseri tedavisine daha fazla katkı sağladığı görülen T. vulgaris petrol eteri özütünün PLGA ile nanoformülasyonunun meme kanseri tedavisinde kullanılabilecek potansiyel bir ilaç adayı olabileceği görüşündeyiz.

Abstract:
Thymus vulgaris is an aromatic herb used as a spice and for medicinal purposes. Its phenolics and flavonoids play important roles in delaying the development of diseases such as cancer and chronic inflammation. Recently, the use of nanoparticle-coated drugs to enhance the effectiveness of drugs in cancer treatment have gained significant importance. In this study, Thymus vulgaris petroleum ether extract was prepared using maceration. The phytochemicals of the extract were analyzed using GC-MS, and it was found to be rich in thymol (23.34%) and phytol (10.92%). The extract was formulated with PLGA using the emulsion-solvent evaporation method. The optimization (15 mg extract+50 mg PLGA) and characterization (Z-average:176.4 nm) studies were performed using DLS. The cytotoxic effects of the extract, nanoformulation, and paclitaxel on MDA MB-231 cells were examined using the MTT. The nanoformulation (IC50:22.27 µg/mL) was more effective on the cells, especially at 24h, compared to the extract (IC50:60.79 µg/mL) (p<0.05). Breast tumors on female Wistar albino rats were induced by subcutaneously injecting 13762 MAT B III cells in matrigel. The animals were treated with the nanoformulation, paclitaxel, and nanoformulation+paclitaxel. The tumor sizes of the animals treated with nanoformulation, and nanoformulation+paclitaxel decreased by 78% and 63% respectively compared to the control (p<0.05). The passive targeting of the nanoformulation led to higher cellular uptake, resulting in more effective cytotoxicity and tumor reduction. Thymus vulgaris formulated with PLGA which contributes to in vitro and in vivo breast cancer therapy, could be considered a potential candidate for breast cancer treatment.