Metal organik kafes yapıları kullanılarak antikanserojen ilaçların in-vitro etkilerinin belirlenmesi
Determination of in-vitro effects of anticarsorgenic drugs using metal organic cage structures
Yazar: BURCU KARACA
Danışman: DOÇ. DR. FIRAT BARIŞ BARLAS ; PROF. DR. ŞAHİKA SENA BAYAZİT
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Nanoteknoloji ve Biyoteknoloji Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı / Biyoteknoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Bu tez çalışmasında, Metal Organik Kafes (MOF) yapılarının antikanser ilaç taşıyıcı
sistemler olarak kullanım potansiyeli detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı,
MOF yapılarının metotreksat (MTX) ilacı ile yüklenebilirliğini ve bu yapıların kontrollü ilaç
salımı üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Bu doğrultuda, Gadolinyum (III) klorür heksahidrat
ve tereftalik asit kullanılarak MOF yapıları sentezlenmiş ve bu yapılar metotreksat ile
yüklenmiştir. Çalışma kapsamında kullanılan MOF yapıları FTIR, TGA, DSC ve XRD
analizleri ile kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. FTIR analizleri, MOF yapılarının ve
MOF-MTX kristallerinin kimyasal bağ yapılarını ve fonksiyonel gruplarını detaylı bir şekilde
karakterize etmiştir. TGA analizleri, bu yapıların termal stabilitesini ve bozunma sıcaklıklarını
belirleyerek termal dayanıklılıklarını ortaya koymuştur. DSC analizleri, MOF'ların termal
özelliklerini detaylandırırken, XRD analizleri kristal yapılarının doğruluğunu sağlamıştır. Elde
edilen veriler, MOF yapılarının metotreksat ile etkin bir şekilde yüklenebildiğini ve kontrollü
ilaç salımı sağladığını açıkça ortaya koymaktadır.
Bu çalışmada ayrıca, metotreksat yüklü MOF kristallerinin radyoterapi sırasında insan
akciğer alveolar epitel hücreleri (A549) ve bronşiyal epitel hücresi (BEAS-2B) üzerindeki
antikanserojen etkileri hücre kültürü ve in vitro radyoterapi denemeleri kullanılarak
değerlendirilmiştir. MTT canlılık testi ile nanoparçacıkların akciğer kanseri hücrelerine yönelik
antiproliferatif etkileri belirlenmiştir. Çalışmanın sonuçları, MOF yapılarının antikanser
tedavilerde potansiyel bir ilaç taşıyıcı olarak kullanılabileceğini ve bu yapıların ilaç salım
profillerinin optimize edilebileceğini göstermektedir. Bu tez çalışması, MOF yapılarının
biyomedikal uygulamalarda kullanımını destekleyen önemli bilgiler sağlamaktadır ve
gelecekteki antikanser teda vilerinde yenilikçi yaklaşımlar sunma potansiyeli taşımaktadır.

Abstract:
In this thesis, the potential of using Metal Organic Framework (MOF) structures as
anticancer drug carrier systems was investigated in detail. The main purpose of the study was
to examine the loading of MOF structures with methotrexate (MTX) and the effects of these
structures on controlled drug release. In this direction, MOF structures were synthesized using
Gadolinium (III) chloride hexahydrate and terephthalic acid, and these structures were
subsequently loaded with methotrexate. The MOF structures used in the study were
comprehensively characterized by FTIR, TGA, DSC, and XRD analyses. FTIR analyses
characterized the chemical bond structures and functional groups of MOF structures and MOF-
MTX crystals in detail. TGA analyses determined the thermal stability and decomposition
temperatures of these structures, revealing their thermal durability. DSC analyses detailed the
thermal properties of MOFs, while XRD analyses confirmed the accuracy of the crystal
structures. The obtained data clearly demonstrate that MOF structures can be effectively loaded
with methotrexate and provide controlled drug release.
In this study, the anticarcinogenic effects of methotrexate-loaded MOF crystals on
human lung alveolar epithelial cells (A549) and bronchial epithelial cells (BEAS-2B) during
radiotherapy were also evaluated using cell culture and in vitro radiotherapy experiments. The
antiproliferative effects of nanoparticles on lung cancer cells were determined by the MTT
viability test. The results of the study shows that MOF structures can be used as a potential drug
carrier in anticancer treatments and that the drug release profiles of these structures can be
optimized. This thesis provides important information supporting the use of MOF structures in
biomedical applications and has the potential to offer innovative approaches in future anticancer
treatments.