Yüklü nanoparçacıkların bazı mikroorganizma ve hücre tipleri üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of loaded nanoparticles on some microorganisms and cell types
Yazar: NEBAHAT AYTUNA ÇERÇİ
Danışman: PROF. DR. LEYLA AÇIK ; PROF. DR. MUSTAFA TÜRK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Kimya = Chemistry

Özet:
Araştırmamızda; N-alkil-N'-2-piridilmetiletilendiaminler ile hekzaklorosiklotrifosfazen reaksiyonlarından elde edilen tetrakloro-2-piridilmetilspiro-N/N-etilendiamino-siklotrifosfazenleri; pirolidin, morfolin ve 1,4-dioksa-8-azaspiro[4,5]dekan (DASD) ile reaksiyona sokulması sonucu elde edilmiş tam substitüe tetraaminosiklotrifosfazen türevlerinin biyolojik aktiviteleri değerlendirilmiştir. Sentezlenen bileşiklerin ve iyonik jelasyon yöntemi ile elde edilen kitosan/TPP nanopartiküllerine enkapsüle edilmiş bileşiklerin çeşitli mikroorganizmalar üzerindeki antimikrobiyal aktivitesi, L929 fibroblast ve A549 küçük hücreli olmayan akciğer kanseri hücre hatlarındaki sitotoksik aktivitesi ve plazmit DNA ile olan etkileşimi incelenmiştir. Bileşiklerin antimikrobiyal aktivitesi disk difüzyon ve minimal inhibitör konsantrasyon (MİK) yöntemleri ile incelenmiştir. Bileşiklerin L929 fibroblast ve A549 küçük hücreli olmayan akciğer kanseri hücre hatlarındaki sitotoksik aktivitesini belirleyebilmek için MTT yöntemi kullanılmıştır. Bileşiklerin DNA üzerine etkisi, pBR322 plazmit DNA ile bileşikler belirli süre etkileşime bırakılarak agaroz jel elektroforezi ile incelenmiş; bileşiklerin DNA üzerinde hangi nükleotitlere bağlandığını tespit etmek için ise bileşikler ile etkileştirilmiş plazmit DNA BamHI ve HindIII restriksiyon endonükleaz enzimleri ile kesilmiştir. İyonik jelasyon yöntemi ile elde edilen kitosan nanopartiküllerin; FT-IR analizi, boyut ve yük dağılımının belirlenmesi, SEM görüntülerinin alınması ve kararlılık çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Nanopartiküller içine bileşiklerin enkapsüle edilmesi ile de etken madde verimliliğinin belirlenmesi ve etken madde salımının belirlenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bileşiklerin C. albicans başta olmak üzere antimikrobiyal etkisinin ve potansiyelinin olduğu ve enkapsüle edilmiş bileşiklerde antimikrobiyal aktivitenin arttığı belirlenmiştir. Bileşiklerin yüklü olduğu kitosan/TPP nanopartiküllerinde; 125µM ve daha düşük konsantrasyonlarda L929 fibroblast hücrelerinde toksisitenin serbest fosfazene göre azaldığı ve yüksek konsantrasyonlarda toksisitede fark olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca, fosfazen yüklü kitosan partiküllerinin, serbest fosfazene kıyasla A549 kanser hücrelerine toksisiteyi arttırdığı gözlemlenmiştir.

Abstract:
In our research; tetrachloro-2-pyridylmethylspiro-N/N-ethylenediamino-cyclotriphosphazenes obtained from the reaction of N-alkyl-N'-2-pyridylmethylethylenediamines with hexachlorocyclotriphosphazenes; fully substituted tetraaminocyclotriphosphazenes obtained by the reaction of pyrrolidine, morpholine and DASD were synthesized. The biological activities of fully substitued tetraaminocyclotriphosphazenes derivatives were evaluated. Antimicrobial activity of synthesized compounds and compounds encapsulated into chitosan/TPP nanoparticles obtained by ionic gelation method on various microorganisms, cytotoxic activity on L929 fibroblast and A549 non-small cell lung cancer cell lines and interaction with plasmid DNA were investigated. The antimicrobial activity of the compounds was investigated by disk diffusion and minimal inhibitory concentration (MIC) methods. The MTT method was used to determine the cytotoxic activity of the compounds in L929 fibroblast and A549 non-small cell lung cancer cell lines. The effects of the compounds on DNA were examined by agarose gel electrophoresis by leaving the pBR322 plasmid DNA to interact with the compounds for a certain period of time; In order to determine which nucleotides the compounds bind to on the DNA, plasmid DNA interacted with the compounds was cut with BamHI and HindIII restriction endonuclease enzymes. Chitosan nanoparticles obtained by ionic gelation method; FT-IR analysis, determination of size and load distribution, taking SEM images and stability studies were carried out. By encapsulating the compounds into nanoparticles, the determination of the efficiency of the active substance and the determination of the release of the active substance were carried out. It has been determined that the compounds have antimicrobial effect and potential, especially in C. albicans, and that the antimicrobial activity of the encapsulated compounds increases. In chitosan/TPP nanoparticles loaded with compounds; It was determined that the toxicity of L929 fibroblast cells was reduced compared to free phosphazene at 125µM and lower concentrations, and there was no difference in toxicity at higher concentrations. In addition, phosphazene-loaded chitosan particles were observed to increase toxicity to A549 cancer cells compared to free phosphazene.