Kanser tedavisinde solid tümörlere lenfatik hedeflendirme amacıyla LYP-1 peptidini içeren ilaç taşıyıcı nanosistemlerin tasarımı ve in vitro değerlendirilmesi
Design and in vitro evaluation of LYP-1-containing drug carrying nanosystems for the lymphatic targeting of solid tumors in cancer therapy
Yazar: ÖZGE ÇEVİK
Danışman: DOÇ. DR. REYHAN NESLİHAN GÜRSOY
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Hücre kültürü = Cell culture ; Kanser hastaları = Cancer patients ; Lenfatik metastazlar = Lymphatic metastasis ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazm hücreleri-dolaşan = Neoplastic cells-circulating ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Peptidler = Peptides ; İlaç hedefleme = Drug targeting ; İlaç taşıyıcılar = Drug carriers

Özet:
Kanser tedavisinde tedaviyi kısıtlayan en önemli faktörlerden biri kemoterapötik ajanların kanserli dokuya özgün olmamasıdır. Bu nedenle kanser hücrelerine özgün monoklonal antikorlar kullanılarak hazırlanan nanopartiküler sistemler günümüzde kanser tedavisinde kullanılmaktadır. Son yıllarda faj sunumu tekniği ile elde edilen çeşitli peptitler, küçük olmaları ve kolay üretilmeleri gibi sebeplerle monoklonal antikorlara alternatif olarak hedeflendirme amacı ile kullanılabilmektedirler. Bu çalışmada, meme kanseri ksenograftlarından elde edilen ve tümör lenfatik damarlarına özgü dokuz amino asitli bir peptit olan LyP-1 (CGNKRTRGC)'e ait lipid bazlı formülasyonlar hazırlanmış ve lenfatik hedeflendirme amaçlanmıştır. Peptit-protein yapılı bileşiklerin gastrointestinal kanaldan zayıf absorpsiyon göstermesi ve stabilite sorunları, oral formülasyonlarının geliştirilmesini sınırlayıcı etkenlerdir. Yağ bazlı ilaç taşıyıcı sistemler, bu tip ilaçları, gastrik enzimlerden korumak ve biyoyararlanımlarını artırmak için kullanılmaktadırlar. Bu nedenle kolay hazırlanmaları, etkin maddenin çözünürlüğünü, dayanıklılığını ve lenfatik emilimi artırmaları, son ürünün yumuşak jelatin kapsüller içerisinde uygulanma potansiyeli açısından üstünlük gösteren kendiliğinden emülsifiye olabilen ilaç taşıyıcı sistemler (SEDDS, Self-emulsifying drug delivery systems)seçilmiştir. Bu amaçla, üçgen faz diyagramları kullanılarak damlacık büyüklüğü 20 nm altında olan kendiliğinden mikroemülsifiye olabilen ilaç taşıyıcı sistemler (SMEDDS) formülasyonları elde edilmiş, uygun bulunan formülasyonlar fiziksel inceleme, damlacık büyüklüğü, zeta potansiyel ve pH ölçümü ve stabilite açısından incelenmiş, DSC çalışmaları yürütülmüştür. LyP-1 peptidine ait miktar tayini amacıyla yeni bir HPLC metodu geliştirilmiş ve valide edilmiştir. Peptidin parçalanma profilinin belirlenmesi amacı ile 12 farklı pH'da stabilite çalışmaları yürütülmüş ve parçalanma hız sabitleri belirlenmiş, Arrhenius doğruları çizilmiştir. Peptidin ve peptide ait katı dispersiyonun seçilen pH'da formülasyon içinde stabilitesi incelenmiş ve katı dispersiyon ile peptidin stabilitesi artırılmıştır. Boş ve etkin madde içeren formülasyonların Caco-2 hücreleri kullanılarak sitotoksisite ve MDA-MB 231 hücreleri kullanılarak biyoaktivite çalışmaları yapılmıştır. Peptidin reseptörü ile etkileşiminin incelenmesi amacıyla moleküler modelleme çalışmaları yürütülmüş, olası ligant-reseptör etkileşimleri incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda LyP-1 peptidi içeren SMEDDS formülasyonlarının solid tümörlere lenfatik hedeflendirme amacıyla kullanılabilecek uygun sistemler olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
The major factor that limits success in cancer therapy is the nonselectivity of the anticancer agents towards tumor cells and tissues. Because of that, specific monoclonal antibodies are used to targeting special tumors, and there are several such pharmaceutic formulations currently approved and in use for the treatment of several cancer types. However, there are several factors that limit the efficient use of targeted antibody therapy. In recent years, tumor homing peptides which are obtained from cancer xenografts by phage display technique, could be used as alternatives to monoclonal antibodies because of their small size and relatively easy production. In this study, lipid based formulations have been developed and characterized for lymphatic targeting using a nine amino acid, cyclic peptide, LyP-1 (CGNKRTRGC), which has been shown to exhibit specificity to the breast cancer tumor lymphatics. Oral administration of peptide?protein drugs is limited due to low permeability and fast enzymatic degradation in the gastrointestinal tract. Thus, lipid-based formulations are used for increasing the permeability and lymphatic absorption and protecting the drug from harsh gastrointestinal enviroment. SMEDDS have been chosen because of the capability of these systems to improve the solubility and stability of the active ingredient, to be prepared easily; and moreover the final product could be filled into soft gelatin capsules. SMEDDS formulations under 20 nm have been developed by terniary phase diagrams and characterized in terms of droplet size, zeta potential, pH and stability, and also DSC studies have been carried out. An HPLC method has been developed and validated for the quantitative analysis of LyP-1. In order to determine the pH?rate profile of the peptide, kinetic studies have been carried out at 12 different pH conditions and Arrhenius curves have been plotted. Stability of the formulations containing LyP-1 and the solid dispersion of the peptide have been analyzed at the pH value which the peptide was most stable. Cytotoxicity and bioactivity assays have been carried out with Caco-2 and MDA-MB 231 cell lines for blank formulations and formulations containing LyP-1 and the solid dispersion of the peptide. Molecular modelling studies have been performed to investigate potential ligand?receptor interactions. As a result of this study, LyP-1 containing SMEDDS formulations could be considered as a promising drug delivery sytem for the lymphatic targeting of solid tumors.