Favipiravir yüklü lipozom formülasyonlarının hazırlanması ve in-vitro değerlendirilmesi
Preparation ve in-vitro evaluation of favipiravir loaded liposome formulations
Yazar: TUĞBA ÇAĞLAYAN
Danışman: PROF. DR. İPEK EROĞLU
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı / Beslenme Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Ülkemizde ve tüm dünyada COVID-19 hastalığı pandemi olarak ilan edilmiş ve ağır pnömoni seyrinde yaklaşık 6.5 milyon kişinin ölümüne sebep olmuştur.  Günümüzde uygulanan tedavi protokolleri halen kısıtlı olup, henüz spesifik ve etkili bir tedavi yöntemi mevcut değildir. Bu kapsamda, ülkemizde ve dünyada yürütülen Ar-Ge çalışmaları ve klinik araştırmalarda favipiravir (FVP) kullanımının hastalık seyrinin iyileşmesine yönelik olumlu etkilerinin olduğu gözlenmiştir. 
FVP, influenza ve diğer birçok RNA virüsünün RNA'ya bağlı RNA polimerazını (RdRP) seçici ve güçlü bir şekilde inhibe eden antiviral ilaçtır. Bu kapsamda, virüs replikasyonunu azaltan tedaviler arasında yer almaktadır. Ancak, düşük çözünürlük özellikleri ve aldehit oksidaz tarafından hem metabolize hem de inhibe edilmesi nedeniyle, vücutta yeterli kan seviyelerini elde etmek için ilk oral yükleme dozu gerekmekte ve tedavi için yüksek dozda kullanımı sonrasında hastalarda yan etkiler gözlenmektedir.
Son yıllarda, nanoteknolojik yaklaşımlar ile antiviral bileşiklerin etkinliklerinin arttırılması yönünde yapılan çalışmalar artmıştır. Nanotaşıyıcıların avantajları ile etkin maddelerin tedavide kullanılabilecek yeni formülasyonları geliştirilmeye başlanmıştır. Nanolipozomlar, üstün biyouyumluluk, çözünürlük ve hücre penetrasyonunu arttırma gibi avantajları nedeniyle bu sistemler arasında oldukça dikkat çekmektedirler.
Bu bilgiler ışığında, tez kapsamında öncelikle formülasyon optimizasyon çalışmaları yürütülmüş ve FVP yüklü nanolipozom (FVP-NL) formülasyonları farklı lipit türevleri (Lipoid-α-fosfotidilkolin, Lipoid S100, Fosfolipon 90G, DPPC) ve organik fazlar (etanol ve kloroform) kullanılarak hazırlanmıştır. Karakterizasyon çalışmaları sonucunda, Fosfolipon 90 G ve kloroform organik fazında hazırlanan nanolipozom formülasyonunun (PB:120.6±4.378; EE: %76.50±1.27) homojen (PDI:0.280±0.038) ve stabil (ZP:30.6±1.48) olduğu gözlenmiştir. İn-vitro salım ve Franz difüzyon çalışmalarında ise, uzatılmış bir salım profili elde edilmiş olup FVP'nin ticari preparatına göre daha uzun sürede difüze olduğu görülmüştür. Sitotoksisite çalışmalarının ardından, formülasyonun etkinliğini belirlemek için SARS-CoV-2 ile enfekte edilmiş Vero E6 hücre hattı üzerinde antiviral aktivite çalışmaları yürütülmüştür. FVP-NL'nin IC50 değeri 1.147 mM olarak tespit edilmiştir. 
Sonuç olarak, bu tez çalışmasında mevcut tedavilerin dezavantajlarını ortadan kaldırmaya yönelik, etkin ve güvenilir yenilikçi bir nanolipozom formülasyonu geliştirilmiştir. İleri dönemde, bu formülasyonların COVID-19 hastalığı tedavisinde kullanılmak üzere kapsül içerisinde sunularak, oral ve/veya inhaler uygulamaya yönelik çalışmaların yürütülmesi planlanmıştır.

Abstract:
COVID-19 disease has been declared as a pandemic all over the World. Severe pneumonia caused the death of approximately 6.5 million people in its course. Today, treatment protocols are still limited and there is not specific and effective treatment method yet. With in this scope, it has been observed that the use of Favipiravir (FVP) has positive effects on the improvement of the course of the disease in R&D studies and clinical trials conducted in the world.
FVP is an antiviral drug that selectively and potently inhibits the RNA-dependent RNA polymerase (RdRP) of influenza and many other RNA viruses. It is among the treatments that reduce virus replication. However, due to its low solubility properties and both metabolization and inhibition by aldehyde oxidase, an initial oral loading dose is required to achieve adequate blood levels in the body and side effects are observed in patients after high doses for treatment.
Over the last decades, studies on increasing the effectiveness of antiviral compounds have increased with nanotechnological approaches. New formulations are under way that could be used to treat effective substanes with the benefits of nanocarriers. Nanoliposomes are very prominent among these systems because of their advantages, including superior biocompatibility, resolution and increasing cell penetration.
In view of this information, the study of formulation optimization was primarily conducted in thesis, and the FVP-loaded nanoliposome (FVP-NL) formulations were prepared using different lipid derivatives (Lipoid S100, L-α-phosphotidilcholine, Phospholipon 90G and DPPC) and organic phases (ethanol and chloroform). As a result of the characterization studies, the formulation of the nanoliposome prepared in the phospholypon 90 G and chloroform organic phase (PB:120.6±4.378; EE: 76.50±1.27%) was observed to be homogeneous (PDI:0.280±0.038) and stable (ZP:30.6±1.48).In vitro release and Franz diffusion studies, an extended release profile was obtained, and it was found to diffuse over longer periods of time than the commercial preparation of the FVP.Following studies of cytotoxicity, antiviral activity was carried out on the Vero E6 cell line infected with SARS-CoV-2 to determine the effectiveness of the formulation. The IC50 of the FVP-NL was detected at 1,147 mM.
As a result, the thesis study developed an innovative nanoliposome formulations that is effective and reliable to eliminate the disadvantages of current treatments. For further studies it is planned that these formulations will be used in capsule for treatment of COVID-19 disease, and to carry out studies for oral and/or inhaler administration.