Multipl skleroz tedavisine yönelik fingolimod yüklü aljinat nanopartiküllerinin oluşturulması ve membran hasarına karşı etkinliğinin incelenmesi
Design of fingolimod-loaded alginate nanoparticles for multiple sclerosis treatment and investigation of its effectiveness against membrane damage
Yazar: BUSE PENÇECİ
Danışman: DOÇ. DR. RABİA ÇAKIR KOÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Nöroloji = Neurology
Dizin: Multipl skleroz = Multiple sclerosis ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Nörodejeneratif hastalıklar = Neurodegenerative diseases ; İlaç salınımı =   ; İlaçlar = Drugs

Özet:
Miyelin kılıfın çeşitli çevresel ve genetik faktörler sonucu tahrip olmasına demiyelinizasyon denir. Demiyelinizan hastalıklardan en sık karşılaşılanı multipl sklerozdur ve bu hastalığa yol açan faktörler bulunamamıştır. Bu yüzden iyileştirici bir tedavisi bulunamayan hastalık için sadece atak sıklığını ve semptomları azaltmak için kullanılan tedaviler mevcuttur. Bunların en önemlilerinden biri olan Fingolimod,  sfingozin-1 fosfat reseptör düzenleyicisi olarak görev alan ve birçok yan etkisi mevcut immünomodülatör bir ilaçtır.
Yüksek lisans tezinin ilk kısmı nanopartikül temelli ilaç taşıyıcı sistemlerin oluşturulmasıdır. Bu sistemler istenildiği gibi modifiye edilip vücuda verildiğinde dozu ve salım süresi kontrol edilebilmektedir. Nanopartikül sentezinde tercih edilen biyopolimer olan sodyum aljinat bir polisakkarittir ve biyouyumlu, doğal, biyobozunur ve mukoadeziv özellikler taşımaktadır. Çalışmada Fingolimod sodyum aljinat polimeri ile enkapsüle edilerek 106 nm boyutlarında nanopartiküller elde edilmiş ve zeta boyut ve zeta potansiyel analizi, SEM, AFM ve FTIR analizleri yapılarak karakterize edilmiştir. 
Diğer taraftan multipl skleroz hastalığına yönelik çalışmalar genellikle birçok problem barındıran in vivo hayvan deneyleri ile yapılmaktadır ve literatürde in vitro hücre kültürü ile oluşturulan bir hastalık modeli çalışmaları yaygın değildir. Bu tez çalışmasında, U-87 MG hücre hattı üzerinde lizofosfatidilkolin kullanılarak membran hasarı gerçekleştirilmiş ve hasar Sudan Black B boyası ile nitel olarak görüntülenerek bir membran hasarı aracılı demiyelinizasyon modeli oluşturulmuştur. Ardından Fingolimod yüklü sodyum aljinat nanopartiküllerinin etkinliğini göstermek amacıyla XTT metoduyla sitotoksisite, nöroproliferatif etki, nörorejenerativite ve nöroprotektivite analizi, DAPI boyama ile apoptotik etki, nanopartiküllerin FITC ile işaretlenmesi ve hücresel alımın gösterilmesi, scratch assay ile hücre migrasyonu analizi yapılmıştır. 
Yüksek lisans tezi kapsamında in vitro hücre kültüründe membran hasarı oluşturulmuş ve oluşturulan bu hasar demiyelinizasyon modeli olarak yorumlanmıştır. Literatürde daha önce çalışılmamış Fingolimod yüklü sodyum aljinat nanopartiküllerinin etkinliği incelenmiş ve literatürde bahsedilen Fingolimod'un kısıtlı semptomatik etkilerine ek olarak hücresel düzeyde de nörorejeneratif, nöroprotektif ve nöroproliferatif etkinlik gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. Fingolimod'un bu etkinliği sodyum aljinat nanopartiküllerine enkapsülasyonu ile arttırılmış ve ileride yapılabilecek çalışmalara temel olabilecek düzeyde incelenmiştir.

Abstract:
The destruction of the myelin sheath as a result of diseases caused by various environmental and genetic factors is called demyelination. The most common demyelinating disease is multiple sclerosis (MS) and it has not yet been determined exactly which factors causing the disease. There are several treatments that are used only to reduce the frequency of attacks and symptoms of the disease, however, there is still no curative treatment. Fingolimod, one of the most important of these, is an immunomodulatory drug that acts as a sphingosine-1 phosphate receptor regulator and has many side effects.
The first part of the master's thesis is based on the creation of nanoparticle-based drug delivery systems. These systems modified as desired, when administered to the body, its dose and release time can be controlled. Sodium alginate, one of the most commonly used biopolymers in nanoparticle synthesis, is a polysaccharide and has biocompatible, natural, biodegradable and mucoadhesive properties. In this study, Fingolimod-encapsulated sodium alginate nanoparticles were synthesized and characterized by size, zeta potential, SEM, AFM, and FTIR analyzes. 
In addition, the studies on MS disease are generally carried out with in vivo animal experiments which have many problems, and studies of a disease model created by in vitro cell culture are not common in the literature. In this thesis study, membrane damage was performed using lysophosphatidylcholine on the U-87 MG cell line and a membrane damage-mediated demyelination model was created by qualitatively visualizing the damage with Sudan Black B stain. Then, in order to show the effectiveness of Fingolimod loaded sodium alginate nanoparticles, cytotoxicity, neuroproliferative effect, neuroregenerative and neuroprotectivity analysis, apoptotic effect with DAPI staining, FITC marking of nanoparticles and demonstration of cellular uptake by XTT method, cell migration with scratch analysis.
Within the scope of the master's thesis, membrane damage was created in in vitro cell culture and this damage was interpreted as demyelination model. The protective efficacy of Fingolimod loaded sodium alginate nanoparticles, which has not been studied before in the literature, was investigated. As a result of this study, it has been concluded that Fingolimod has activity at the cellular level in addition to its limited symptomatic effects, and shows neuroregenerative, neuroprotective and neuroproliferative activity on the MS model. These activities of Fingolimod were enhanced by its encapsulation into sodium alginate nanoparticles and the activity of the formulation was investigated in the MS model at a level that could serve as a basis for future studies.