Manyetik ve hidrofobik modifiye edilmiş heparin benzeri türevinin hazırlanması, kimyasal ve biyolojik karakterizasyonu
Preparation of magnetic and hydrophobic modified heparin-like derivative, chemical and biological characterization
Yazar: NURGÜL SARIAYDIN
Danışman: PROF. DR. BİRNUR AKKAYA ; PROF. DR. RECEP AKKAYA
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Günümüzde, kanserin insan nüfusu üzerinde olumsuz etkisinin artması ve var olan yöntemlerin yan etkilerinden dolayı yeni tanı ve tedavi yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Kanser tedavisinde alginat (ALG) bazlı yapıları daha kullanışlı hale getirmek için ALG ile birleştirilmiş nanomateryaller önerilmektedir. ALG, toksik olmaması, biyolojik parçalanabilirliğe sahip olması ve uygun maliyetli olması gibi avantajlara sahiptir. Ek olarak, manyetik nanoparçacıklarla konjuge ilaçların başarılı ilaç dağıtım sistemleri raporlanmıştır. Kullanılan harici bir manyetik alanın, manyetik nanopartiküllerin özel bir bölgeye taşınarak, bölgede kalmasını sağladığı bilinmektedir.
Bu çalışmasının hedefi; modifiye alginat türevinin kimyasal ve biyolojik karakterizasyonunun incelenmesidir. Başlangıçta yeni bir alginat türevi oluşturuldu. FT-IR analizinde, sülfatlanmış polisakkaritlerin varlığıyla uyumlu olan 1250 cm-1'de bir pik tanımlandı. Sülfatlamadan sonra 1689 cm−1'de yeni bir pik oluşarak –COOH gruplarını, 547 cm−1'deki pik ise Fe3O4'ü tanımlamıştır. SEM analizi, manyetik alginat türevlerinin yüzeyinde tespit edilen parçacıklardan homojen ve pürüzsüz olmayan yüzeye sahip Fe3O4 nanopartiküllerinin belirlemiştir. Fe3O4 ve M-SA-SULF-ALG için manyetizasyon doygunluklarının sırasıyla 81,7 emu/g ve 68,2 emu/g olduğu belirlendi. Alginat in vitro hücre canlılığı için MCF-7 hücre hattına uygulanmıştır. Verilere göre; 72. saatte,  M-SA-SULF-ALG türevinin artan konsantrasyona bağlı olarak %100, %89, %54, %25 ve %8 canlılık oranı gözlemlenirken, manyetik alan uygulandığında ise artan konsantrasyona bağlı olarak %77, %42, %21, %17 ve %10 canlılık oranı gözlemlenerek anlamlı fark saptanmıştır. Hücre ölüm verimliliğinin artmasıyla, M-SA-SULF-ALG'ın antiproliferatif özelliğe sahip olduğu sonucuna varıldı.
M-SA-SULF-ALG'nin in vitro antikoagülan aktivitesi aPTT ve PT testleri ile karşılaştırıldı. M-SA-SULF-ALG'nin aPTT değerlerinin artan derişime bağlı olarak kademeli olarak arttığı belirlenmiştir. Negatif kontrole göre kıyaslandığında anlamlı fark bulunurken, pozitif kontrole göre 10 mg/ml de anlamlı fark bulunmuştur. Sonuçla, M-SA-SULF-ALG'nin antikoagülan aktiviteye sahip olduğunu göstermiştir. M-SA-SULF-ALG'nin içsel pıhtılaşma yolu üzerinde etkili olduğu, ancak dışsal yolu üzerinde herhangi bir etkisi olmadığı sonucuna varılabilir. Çalışma sonucunun, kanser tedavisi için geliştirebilecek terapötiklerden biri olabilmesi amacıyla literatüre katkı sağlaması beklenmektedir.

Abstract:
Today, due to the increasing negative effects of cancer on human life and the side effects of existing methods, new diagnostic and treatment strategies are needed. Properties of nanomaterials combined with ALG to make alginate (ALG) based structures more useful for preventing cancer. ALG has advantages such as non-toxicity, biodegradability and being a suitable food. In addition, successful treatment systems have been reported in conjugated processes with magnetic nanoparticles. An external magnetic field is used, magnetic nanoparticles are transported to a special region and their stay in the area is maintained. This study aims to investigate the chemical and biological characterization of the modified alginate derivative. As a first step, the new alginate derivative was found. In FT-IR analysis, a peak at 1250 cm-1 was identified, which is compatible with sulfated polysaccharides.  After sulfation, a new peak was formed at 1689 cm-1, identifying –COOH groups, and the peak at 547 cm-1 identifying Fe3O4. SEM analysis determined that Fe3O4 nanoparticles with homogeneous and non-smooth parts were permanently fixed in magnetic alginates. The magnetization saturations of Fe3O4 and M-SA-SULF-ALG were determined to be 81.7 emu/g and 68.2 emu/g, respectively. Alginate was prepared for the MCF-7 cell line for in vitro cell viability. According to the data; At the 72nd minute, 100%, 89%, 54%, 25% and 8% viability rates were observed depending on the increasing concentration of M-SA-SULF-ALG derivative, while at the beginning of the magnetic field, 77%, 42%, 21%, 17% and 10% viability rates were observed depending on the increasing rates, and there were significant differences. With the increase in cell growth, it was revealed that M-SA-SULF-ALG had an antiproliferative change. The in vitro anticoagulant activity of M-SA-SULF-ALG was tested with aPTT and PT tests. The aPTT values of M-SA-SULF-ALG were fixed as maintained with increasing concentration. When compared to the negative control, there was a significant difference, while there was a significant difference at 10 mg/ml compared to the positive control. It can be concluded that M-SA-SULF-ALG is effective on the intrinsic coagulation pathway, but does not affect the extrinsic pathway. The study result is expected to contribute to the literature to be one of the therapeutics that can be developed for cancer treatment.