Manyetik polimerik malzemelere yüklenen kanser ilacı ve gıda takviyelerinin birlikte salım sistemleri: Meme kanseri hücrelerinde kombine kullanım etkilerinin belirlenmesi
Co-release systems of cancer drugs and food supplements loaded on magneti̇c polymeri̇c materials: Determination of the effects of combined use on breast cancer cells
Yazar: FATMA GÜNDÜZ
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN İSPİRLİ DOĞAÇ
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Dünya Sağlık Örgütü (WHO) 2022 verilerine göre, meme kanseri kadınlarda en sık görülen kanser tipi olup, en az on kadından birini etkileyen ve dünya çapındaki tüm yeni kanser vakalarının %12'sini oluşturan ciddi bir hastalıktır. Meme kanseri tedavisi, cerrahi tedavi, endokrin tedavi, kemoterapi, radyoterapi ve anti-HER2 tedavisini içerir. Günümüzde, kanser hastalarını tedavi etmek için kullanılan en yaygın tedaviler arasında, belirli ilaçların kitleyi yok ettiği ve çoğalmasının engellendiği kemoterapi ve hedefe yönelik tedavi yer almaktadır. Kombine ilaç tedavisi de günümüzde klinikte yaygın olarak kullanılmaktadır ve kanser ilaçlarının, antibiyotiklerin veya destekleyici takviyelerin birlikte verilmesini içermektedir ve bunun için son yıllarda kombine tedaviyi taşıyıcı ile birleştirmek, hedefe yönelik tedavide önemli bir strateji haline gelmiştir. Böylece ilaç, taşıyıcı yüzeyine kovalent olarak bağlanabilir veya ilaç taşıyıcısında tamamen kapsüllenebilir. Taşıyıcı, ilacı enzimatik ajanlara karşı bozunmadan koruyabilir ve hedeflenen kontrollü salım için fırsat sağlayabilir. Bu tip, hedefe yönelik kontrollü ilaç salımı çalışmaları, kanser tedavisinde yaygındır çünkü kanser tedavisindeki en büyük zorluk, sağlıklı hücreler üzerinde en az yan etkiyle kanser hücrelerinin kasıtlı olarak ortadan kaldırılmasıdır.
Sunulan bu çalışmada, ilaç taşıyıcısı olarak MnFe2O4/aljinat ve Fe3O4/aljinat kompozitler sentezlendi ve karakterize edilerek, bu kompozitlere, bir meme kanseri ilacı olan tamoksifen ve gıda takviyeleri olarak kullanılan ve bazı kanser türlerinde antitümör aktivite gösteren glukozamin-kondroitin gıda takviyesi birlikte yüklenerek, salım kinetikleri ile şişme davranışları incelendi. Bu kombine sistemin meme kanseri hücre kültürlerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak değerlendirildi. Meme kanseri hücre kültürlerindeki etkilerinin karşılaştırmalı değerlendirilebilmesi için farklı kontrol grupları kullanılarak, böylelikle hem farklı manyetik partiküllerin etkisi, hem de ilaç/gıda takviyesi birlikte kullanımın etkisi ortaya koyuldu. Hazırlanan tüm salım sistemlerinin kontrollü salım sistemi olarak kullanılabileceği, fakat bu durumun manyetik partikül/ ilaç/gıda takviyesi oranlarına bağımlı olduğunu vurgulamak gerekir. Tüm inkübasyon süresi boyunca hem salım sistemleri hem de taşıyıcılar sağlıklı hücre hatlarına etki etmezken, etken maddelerin serbest formları ve etken maddelerin kombinasyonlarının serbest formları sağlıklı hücrelere göreceli etki gösterdi. Bunun yanında, meme kanseri hücre hatlarında ise hem serbest formdaki hem de taşıyıcılardaki tamoksifen ve glukozamin kombinasyonları, serbest ve tekil formlarıyla karşılaştırıldığında, IC50 değerlerin anlamlı derecede azaldığı görüldü. Bu da tamoksifen ve glukozaminin kombine kullanımının sinerjistik etkisi olduğunu ve taşıyıcılarla hazırlanan salım sistemleri sayesinde de sağlıklı hücre hatlarına sitotoksik etki etmemesinin sağlandığını göstermektedir.
 
Anahtar kelimeler: MnFe2O4, Fe3O4, manyetik kompozit, tamoksifen, glukozamin, kondroitin

Abstract:
According to World Health Organization (WHO) 2022 data, breast cancer is the most common type of cancer in women and is a serious disease that affects at least one in ten women and accounts for 12% of all new cancer cases worldwide. Breast cancer treatment includes surgical treatment, endocrine therapy, chemotherapy, radiotherapy and anti-HER2 therapy. Today, the most common treatments used to treat cancer patients include chemotherapy and targeted therapy, in which specific drugs destroy the mass and prevent it from multiplying. Combination drug therapy is also widely used in the clinic today and involves the combined administration of cancer drugs, antibiotics or supportive supplements, for which combining combined therapy with carrier has become an important strategy in targeted therapy in recent years. Thus, the drug can be covalently bound to the carrier surface or completely encapsulated in the drug carrier. The carrier can protect the drug from degradation by enzymatic agents and provide the opportunity for targeted controlled release. This type of targeted controlled drug release studies is common in cancer treatment because the biggest challenge in cancer treatment is the intentional elimination of cancer cells with minimal side effects on healthy cells.
In this study, MnFe2O4/alginate and Fe3O4/alginate composites were synthesized and characterized as drug carriers, and by loading these composites with tamoxifen, a breast cancer drug, and glucosamine-chondroitin food supplement, which is used as food supplements and has antitumor activity in some types of cancer, the release was achieved. Their kinetics and swelling behavior were examined. The effects of this combined system on breast cancer cell cultures were evaluated comparatively. In order to comparatively evaluate their effects on breast cancer cell cultures, different control groups were used to reveal both the effect of different magnetic particles and the effect of drug/food supplement use together. It should be emphasized that all prepared release systems can be used as a controlled release system, but this depends on the magnetic particle/drug/food supplement ratios. While both the release systems and carriers did not affect healthy cell lines throughout the entire incubation period, the free forms of active substances and the free forms of combinations of active substances showed relative effect on healthy cells. In addition, when tamoxifen and glucosamine combinations in both free form and carriers were compared with their free and single forms, IC50 values were observed to decrease significantly in breast cancer cell lines. This shows that the combined use of tamoxifen and glucosamine has a synergistic effect and that it does not have a cytotoxic effect on healthy cell lines, thanks to the release systems prepared with carriers.

Keywords: MnFe2O4, Fe3O4, magnetic composite, tamoxifen, glucosamine, chondroitin