Bazı non-steroidal anti-inflamatuar ilaçların yeni türevlerinin sentezi ve bunların nanosistemler ile değerlendirilmesi
Synthesis of new derivatives of some non-steroidal anti-inflammatory drugs and evaluation with their nanosystems
Yazar: GÜLCE TAŞKOR ÖNEL
Danışman: PROF. DR. NEZİRE SAYGILI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Organik kimya = Organic chemistry

Özet:
Çok yoğun kullanılan ticari ilaçlar olan asetilsalisilik asit, ibuprofen, naproksen ve flurbiprofen gibi NSAİİ'ler zayıf asidik yapıda ticari ilaçlardır. Bu tip ilaçlar mide ve bağırsak mukozasından iyi emilirler. COX-1 ve COX-2 siklooksijenaz enzimlerini inhibe ederek ağrıyı tedavi ederken mide rahatsızlıklarına neden olmaktadırlar. 
Çalışma kapsamında bu yan etkinin azaltılmasını sağlayabilmek için çeşitli NSAİİ'lerin asitliğinin daha da azaltılması üzerine ön ilaç molekülleri sentezlenmiştir. NSAİİ'lerin ortak fonksiyonel grubu olan serbest karboksilik asit üzerinden ilaçlar türevlendirilmiştir.  Sentez aşamasında önce, NSAİİ'lerin karboksilik asit grubu açil halojenüre dönüştürülmüştür. Daha sonra NSAİİ'lerin amit türev yapıları, amino fonksiyonel grubu içeren amino asit ester ve amino alkoller kullanılarak nükleofilik katım ve ayrılma tepkimeleri ile sentezlenmiştir. Sentezlenen moleküllerin saflaştırma çalışmalarında kromatografik yöntemlerden (İTK ve kolon kromatografisi) faydalanılmıştır. Ön ilaçların kimyasal yapı aydınlatma çalışmalarında 1H-NMR, 13C-NMR, HRMS, IR analiz yöntemleri kullanılmıştır.
İkinci aşamada sentezlenen bu yeni ilaç türevlerinden bazılarının nanosistemleri tasarlanmıştır. NSAİİ'leri ve sentezlediğimiz ön ilaçları içeren yağ/su (Y/S) nanoemülsiyon (NE) yapıların formülasyonları çalışılmıştır. Hem ticari NSAİİ'lerin hem de sentezlenen türev moleküllerden bazılarının NE'leri hazırlanarak biyoetkinliğin artırılması hedeflenmiştir. NE'leri hazırlarken, NSAİİ'ler ya da türev moleküller önce yağ fazı içerisinde çözülmüştür. Daha sonra yüksek basınçlı homojenizasyon ve ultrasonik emülsifikasyon yöntemleri ile sulu faz içerisine yağ fazı (Y/S) eklenerek 160-265 nm boyutlarındaki kolloidal dispersiyon sistemler hazırlanmıştır. NE'lerin yapı karakterizasyonu için boyut ve zeta potansiyel ölçümleri alınmış, TEM ile morfolojileri görüntülenmiştir. Seçilen ön ilaç için hücre kültürü teknikleri kullanılarak in-vitro hücre canlılığı testleri yapılmıştır. Geliştirilen naproksen türevi ön ilacın düşük derişimde L929 fare fibroblastı hücreleri üzerinde toksik olmadığı gözlenmiştir. Ayrıca naproksen türevi ön ilacın nanoemülsiyonuna ait sitotoksisite incelendiğinde hemen hemen bütün derişimlerde boş nanoemülsiyona göre hücre canlılığı daha yüksek olduğu gözlenmiştir. Biyolojik aktivite çalışmaları kapsamında seçilen türev moleküller için anti-inflamatuar ve anti-oksidan testler yapılmıştır.
Elde edilen sonuçlara göre, NSAİİ'lerin türevlendirme çalışmaları ile yeni ön ilaç molekülleri sentezlenmiştir. Asidik karboksilik asit grubunun amit grubuna dönüştürülmesi ile NSAİİ'lerin asitlikleri düşürülmüştür. NSAİİ'ler ve ön ilaçların biyoyararlanımın artırılması amacıyla nanoemülsiyon sistemler formüle edilmiştir.

Abstract:
NSAIDs, such as acetylsalicylic acid, ibuprofen, naproxen and flurbiprofen, are commonly used commercial drugs with weakly acidic structure. These types of drugs are well absorbed from the stomach and bowel mucosa. Treating pain by inhibiting COX-1 and COX-2 cyclooxygenase enzymes causes stomach discomfort.
In our study, pre-drug molecules were synthesized upon further reduction of acidity of various NSAIDs in order to reduce this side effect. Drugs were derivatized from the free carboxylic acid group which are the common functional group of NSAIDs.  In the synthesis step, the carboxylic acid group of NSAIDs was converted to acyl halides. After that the amide derivatives of NSAIDs were synthesized using amino acid ester and amino alcohol containing amino functional group with method of nucleophilic addition and elimination reactions. Chromatographic methods were used in purification studies (TLC and column chromatography) of synthesized molecules. 1H-NMR, 13C-NMR, HRMS, IR analysis methods were used in chemical structure characterization studies of prodrugs. 
In the second step, the nanosystems of some of these novel drug derivatives were designed. Formulation of the structures of oil/water (o/w) nanoemulsion (NE) containing NSAIDs and prodrugs were studied. It was aimed to increasing the bioefficacy by preparing of nanoemulsions of both NSAIDs and some of the prodrugs. When preparing nanoemulsions, NSAIDs or the derivatives were first dissolved into oil phase. Then, by using the high pressure homogenization and the ultrasonic emulsification methods, the oil phase was added into the aqueous phase (o/w) and their colloidal dispersion systems with dimensions of 160-265 nm were prepared.  For the characterization studies of nanoemulsions were taken dimension and zeta potential measurements, for the morphologies of NE's the TEM images were taken. In-vitro cell viability tests were performed by using cell culture techniques for the selected prodrug. The developed naproxen derivative prodrug was observed to be non-toxic on L929 mouse fibroblast cells at low concentration. In addition, when we examined the cytotoxicity of nanoemulsion of naproxen derivative prodrug, it was observed that the cell viability was higher than empty nanoemulsion in almost all concentrations. Anti-inflammatory and anti-oxidant tests were carried out for derivative molecules selected within the scope of biological activity studies.
According to the results obtained, novel prodrug molecules were synthesized by derivatization studies of NSAIDs. By converting the acidic carboxylic acid group to the amide group, the acidity of the NSAIDs were reduced. The nanoemulsion systems were formulated to increase the bioavailability of NSAIDs and prodrugs.