Sinapik asit yüklü nanopartiküllerin MCF-7 meme kanseri hücrelerinde antikanser özelliklerinin incelenmesi
Investigation of anticancer properties of sinapic acid loaded polymeric nanoparticles on MCF-7 human breast cancer cell lines
Yazar: GÜLŞAH AKBAŞ
Danışman: DOÇ. DR. BANU MANSUROĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Nanopartiküller = Nanoparticles ; Sitotoksisite testleri-immünolojik = Cytotoxicity tests-immunologic

Özet:
Son yıllarda nanopartiküler taşıyıcı sistemler; ilaç, gen, antitümör ve antioksidan ajanların taşınması, biyouyumlu materyallerin oluşturulması açısından önemlidir. Nanopartiküler sistemler, özellikle suda çözünür olmayan moleküllerin suda çözünürlüğünü sağlayarak, bu moleküllerin biyodağılımlarını ve biyoyararlanımlarını arttırmaktadır.
Bitkilerde yaygın olarak bulunan sinapik asit (Sa) geniş spektrumlu farmakolojik özellik gösteren fenolik bir bileşiktir. Bu çalışmada Sa'nın biyolojik sistemdeki kullanımını sınırlayan özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla nanopartiküler sistemlere yüklenmesi hedeflenmiştir.
Bu çalışmada Sa'nın deneysel tasarım metoduyla molekülün nanopartiküler taşıyıcı sistemlere yüklenmesi gerçekleştirilmiştir. Sinapik asit yüklü nanopartikül (SaNP) için maksimum enkapsülasyon verimini, minimum partikül boyutunu sağlayan proses parametreleri optimize edilmiştir. Optimize nanopartiküller için enkapsülasyon etkinliği %63,4±1,5 ve boyut 170,6±3,6 olarak belirlenmiştir. SaNP ve Sa'nın MCF-7 ve MCF10A hücre hatları üzerindeki sitotoksik etkisi MTT yöntemi, antiproliferatif etkisi immunositokimyasal olarak PCNA ile apoptotik hücre ölümü ise TUNEL yöntemiyle incelenmiştir. SaNP'lerin MCF-7 hücrelerinde 24, 48 ve 72 saatlerde ki IC50 değerleri sırasıyla; 180, 168 ve 145 μg/ml olarak bulunmuştur. MCF10A hücre hattında; Sa ve SaNP'lerin uygulanan konsantrasyonlarda toksik etki göstermediği belirlenmiştir. Sa ve SaNP'lerin uygulanan dozlarda (100, 150 ve 200 μg/ml) 24 ve 48 saat muamelesi MCF-7 hücrelerinde PCNA proliferasyonunu istatiksel olarak anlamlı derecede azalttırken, apoptoza giden hücre sayısında artış tespit edilmiştir. Sa ve SaNP'nin MCF-7 hücrelerindeki SOD aktivitesi, katalaz aktivitesi, Glutatyon seviyesi, Malondialdehit (MDA) seviyesi düzeyleri analiz edilmiştir. 150 ve 200 μg/ml konsantrasyonlarda 24 saat SaNP'yle muamele edilen MCF-7 hücrelerinde MDA seviyesi kontrol grubuna göre anlamlı olarak arttığı, SOD aktivitesi SaNP'lerin tüm konsantrasyonlarında anlamlı olarak azaldığı, GSH'ın seviyesi Sa ve SaNP'nin uygulanan dozlarında 24 saatte bir azalış olduğu ve katalaz enzimi seviyesinde SaNP uygulanan tüm konsantrasyonlarda 48 saatte anlamlı artış olduğu saptanmıştır.
Bu çalışmada elde edilen bulgular polifenolik bileşiklerin nanopartikül formulasyonlarının oluşturulması ile tedaviye yönelik ilaç tasarımlarının yapılmasına katkı sağlayabilir nitelikte olduğunu göstermektedir. Geliştirilen nanopartiküler formülasyonun diğer hidrofobik biyolojik etken maddeler için de faydalı bir model oluşturacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Nanoparticular carrier systems generally used for transport of drugs, genes, antitumor and antioxidant agents is important for the formation of biocompatible materials. Nanoparticular systems increase the biodistribution and bioavailability of these molecules, especially by providing the water solubility of the non-water-soluble molecules.
Sinapic acid, commonly found in plants, is a phenolic compound with broad-spectrum pharmacological properties. The aim of this study is to improve the properties of sinapic acid (Sa) that limit it's used in the biological system and to load it into nanoparticular systems.
The sinapic acid molecule was loaded into PLGA nanoparticles, optimization of the nanoparticles was achieved by experimental design methods and anticancer properties of the optimized nanoparticles were examined. The encapsulation efficiency for the optimized nanoparticles was found 63,4 ± 1,5% and the size was found 170,6 ± 3,6 nm.
The cytotoxic effect of SaNP and Sa on MCF-7 and MCF10A cell lines was examined by MTT method, antiproliferative effect was investigated by immunocytochemically PCNA and apoptotic cell death by TUNEL method. The IC50 values of SaNPs in MCF-7 cells at 180, 168 and 145 μg / ml for 24, 48 and 72 h, respectively.
Sa and SaNPs was determined that concentrations applied and do not show toxic effects on MCF10A cell line. Treatment of Sa and SaNPs at doses (100, 150 and 200 μg / ml) for 24 and 48 h showed statistically significant reduction in PCNA proliferation in MCF-7 cells, with an increase in the number of cells leading to apoptosis. SOD activity, catalase activity, glutathione levels, malondialdehyde (MDA) levels of Sa and SaNP in MCF-7 cells were analyzed. In MCF-7 cells treated with SaNP at concentrations of 150 and 200 μg / ml for 24 h, MDA levels were significantly increased compared to the control group, SOD activity was significantly decreased in all concentrations of SaNPs, GSH level was significantly higher in Sa and SaNP administered doses. There was a significant increase in all concentrations of SaNP applied in 48 h.
The findings of this study indicate that polyphenolic compounds can contribute to the design of drugs for treatment by forming nanoparticle formulations. The nanoparticular formulation developed is thought to be a useful model for other hydrophobic biological active substances.