Çok fonksiyonlu teranostik hibrit nanoparçacıkların sentezi ve meme kanseri üzerindeki uygulamaları
Synthesis of multifunctional teranostic hybrid nanoparticles for breast cancer applications
Yazar: ŞEYMA BAYRAK
Danışman: DOÇ. DR. GÖKÇEN BİRLİK DEMİREL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, kontrollü ilaç salım sisteminde kullanılabilecek elipsoidal manyetik hibrit nanoparçacıklar sentezlendi. Manyetik özellikli Fe3O4@SiO2@mSiO2 nanoparçacıkları geçirimli elektron mikroskobu (TEM), Manyetik Histerisis, yüzey alanı ölçümü (BET) ve x-ışını kırınımı (XRD) ölçümleri ile karakterize edildi. Parçacıkların biyouyumluluğunu arttırmak ve pH/redoks kontrollü salım profili göstermeleri için lipoik asit modifye edilmiş kitosan polimeri (KTLA) sentezlendi. Sentezlenen polimer 1H-NMR ile karakterize edilmiş ve bağlanan lipoik asit grubunun miktarı yapılan trinitrobenzosülfonik asit (TNBSA) testi ile belirlendi. Hazırlanan manyetik özellikli Fe3O4@SiO2@mSiO2 nanoparçacıkları pH/redoks duyarlı KTLA polimeri ile kaplandı. Hazırlanan hibrit nanotaşıyıcı sistem geçirimli elektron mikroskobu (TEM), yüzey alanı ölçümü (BET) ve Fourier Dönüşümlü Kızıl Ötesi Spektrometre (ATR-FTIR) analizleri ile karakterize edildi. Daha sonra nanoparçacıklara model ilaç olarak seçilen rodamin 6G (R6G) yüklendi. KTLA@Fe3O4@SiO2@mSiO2 nanoparçacıkları pH ve redoks kontrollü salım için 1,4 ditiyotriitol (DTT) ile çapraz bağlandı. Çapraz bağlı olan ve olmayan parçacıkların, pH 5,5; 6,8 ve 7,4 olmak üzere üç farklı tampon içerisinde 37˚C'da salım profilleri incelendi. Çapraz bağlı parçacıkların redoks salım etkinliğinin incelenmesi için 0-10 mM arasında değişen derişimlerde Glutatyon (GSH) içeren ortamdaki salım profilleri incelendi. Bununla birlikte parçacıkların ultrases-kontrollü salım profilleri de incelendi. Hazırlanan ve karakterize edilen pH/redoks-duyarlı hibrit nanoparçacıkların meme kanseri üzerindeki etkinliklerinin incelenmesi için anti-kanser ilacı doksorubisin (DOX) yüklendi. DOX yüklü pH/redoks-duyarlı hibrit nanoparçacıkların MCF-7 meme kanseri hücreleri üzerinde toksisite çalışmaları yapıldı. Sonuç olarak; bu tez çalışması kapsamında kontrollü ilaç salım sistemlerinde kullanılabilecek çok fonksiyonlu teranöstik hibrit nanoparçacıklar başarı ile hazırlanarak uygulanabilirlikleri in vitro ortamda gösterildi.

Abstract:
In this study, ellipsoidal magnetic hybrid nanoparticles which can be used in controlled drug delivery system were synthesized. The synthesized magnetic Fe3O4@SiO2@mSiO2 nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), Magnetic Hysteresis, Brunauer, Emmett and Teller (BET) and X-Ray Diffraciton (XRD) measurements. Lipoic acid modified chitosan polymer (CTLA)  was synthesized to enhance the biocompatibility of the particles and to provide the pH/redox-responsive release property. The synthesized polymer was characterized by 1H-NMR and lipoic acid modification degree of the polymer was determined by the trinitrobenzenesulfonic acid (TNBSA) assay test. The Fe3O4@SiO2@mSiO2 nanoparticles were coated with pH/redox-sensitive CTLA polymer to obtain hybrid nanoparticles. The prepared hybrid nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), Brunauer, Emmett and Teller (BET) and fourier-transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) analyses. CTLA@Fe3O4@SiO2@mSiO2 nanoparticles were crosslinked with 1,4-Dithiothreitol (DTT) for redox-controlled release. The both non-crosslinked and crosslinked nanoparticles were loaded with rhodamine 6G (R6G) as a model drug molecules. The release profile of the hybrid nanoparticles were examined at three different pH solutions (pH 5,5; 6,8 and 7,4 ) at 37°C. The redox-controlled release profile of the crosslinked nanoparticles was investigated in the media containing glutathione (GSH) in the different concentrations which were changed from 0 to 10 mM. Moreover, the ultrasound-controlled release profiles of the nanoparticles were investigated. Anti-cancer drug doxorubicin (DOX) was loaded into pH/redox-sensitive hybrid nanoparticles. The cytotoxicity of the DOX-loaded pH/redox-sensitive hybrid nanoparticles were performed on MCF-7 breast cancer cells. As a result; the multifunctional theranostic hybrid nanoparticles have been successfully fabricated and have shown the in vitro effectivity on breast cancer applications.