Mide ve kolon kanserine karşı kitosan nanopartiküllere enkapsüle edilmiş aynısafa (Calendula officinalis) ekstraktının anti-kanser etkinliğinin incelenmesi
Examination of anti-cancer efficacy of marigold (Calendula officinalis) extract encapsulated in chitosan nanoparticles against gastric and colon cancer
Yazar: RABİA YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. RABİA ÇAKIR KOÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Calendula officinalis = Calendula officinalis ; Kadife çiçeği = Marigold flower ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Tıbbi bitkiler = Plants-medicinal

Özet:
Kanser, düzensiz büyüyen anormal hücrelerin oluşturduğu malignite olarak adlandırılmakla birlikte diğer sağlık sorunları arasında dünya çapında ikinci ölüm nedeni olmaktadır. Dünyada kansere bağlı ölümlerde de en yaygın ikinci sırada
olan gastrointestinal kanser türlerine dahil olan mide ve kolon kanseri, mevcut tedavi yöntemlerinin eksikliği ve tedavilerin yan etkilere neden olması gibi sebepler dolayısıyla dünya çapında önemli bir sağlık sorunu olmaya devam 
etmektedir. Bitkisel tıbbi ürünler ise; kimyasal çeşitliliği, yapısal karmaşıklığı, kolay bulunabilirliği, uygun maliyetli olmaları, toksik etkilerinin olmaması, doğal biyolojik ve yüksek anti-kanser aktiviteleri ve çeşitli sinyal iletim yollarını ve hücresel süreçleri modüle etme kabiliyetleri nedeniyle kanser araştırmalarında giderek daha fazla dikkat çekmektedir. Asteraceae ailesinin bir üyesi olan aynısafa (Calendula officinalis L); Avrupa İlaç Ajansı tarafından bitkisel bir tıbbi ürün olarak kabul edilmektedir ve güçlü biyolojik aktivite göstermektedir. Bitkisel tıbbi 
ürünler, kanser tedavisinde büyük bir potansiyele sahip olmalarına rağmen vücut sıvılarında veya pH değişkenliği gibi durumlarda değişikliğe uğramaları, öngörülemeyen farmakokinetik etkileşimleri ve toksisiteleri nedeniyle bazı 
dezavantajlara sahiptir. Bu sorunların üstesinden gelebilmek için nanopartiküler sistemler, kanser araştırmalarında kullanılan etkin sistemler haline gelmiştir. Nanopartiküller ile bitkisel ürünlerin enkapsülasyonunun; anti-kanser terapötik özelliği arttırdığı, çözünürlük ve biyoyararlanım sorunlarının üstesinden geldiği araştırmalarda gösterilmiştir. Tüm bu bilgilere rağmen, aynısafanın tüm bitkisel ekstrakt olarak mide ve kolon kanserine karşı antikanser etkinliğini inceleyen bir çalışma ve aynısafanın tüm bitkisel ekstrakt olarak herhangi bir polimer ile 
nanopartiküler formülasyonu literatürde mevcut değildir. Dolayısıyla aynısafa ve herhangi bir bileşeninin nanopartiküler formülasyonu ile mide ve kolon kanserine karşı terapötik etkinliğinin incelendiği bir çalışma bulunmamaktadır. Tezin amacı; aynısafa enkapsüle edilmiş kitosan nanopartikülleri (CO/CSNP) ve kitosan nanopartikülleri (CSNP) sentezlenerek ELS, DLS, UV-VIS, FTIR, ve SEM ile karakterizasyonu yapılmıştır. Aynısafa, CO/CSNP ve CSNP'lerin sitotoksik 
aktiviteleri NIH/3T3 hücrelerinde; antikanser etkinlikleri ise AGS mide ve Caco-2 kolon kanseri hücreleri üzerinde incelenmiştir. Aynısafa, CO/CSNP ve CSNP'lerin; CUPRAC metodu, DAPI ve scratch deney yöntemleri ile antikanser mekanizmalara yardımcı olan hücresel ve hücresel olmayan süreçler üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. CUPRAC metodu ile antioksidan aktivite, scratch deneyi ile migrasyon ve DAPI yöntemi ile apoptoz incelenmiştir. Tüm deneylerden elde 
edilen sonuçlar doğrultusunda, CO/CSNP'ler sağlıklı hücreler üzerinde sitotoksik etkiye neden olmadan aynısafanın göstermiş olduğu antikanser aktiviteyi arttırarak mide ve kolon kanserinde yüksek antikanser etkinlik ve antioksidan 
aktivite göstermiştir. Bu tez çalışması sonucunda aynısafa enkapsüle edilmiş kitosan nanopartiküler sistemlerin, mide ve kolon kanseri tedavilerinde alternatif bir terapi olarak umut vadettiği görülmektedir.

Abstract:
Cancer, which is a malignancy formed by irregularly growing abnormal cells, is the second cause of death worldwide among other health problems. Gastric and colon cancer that is included in the gastrointestinal cancer types are the second most common cause of cancer-related deaths in the world. Gastric and colon cancer continues to be an important health problem worldwide due to the lack of current treatment methods and the side effects of the treatments. Herbal medicinal 
products are getting significant attention with time in cancer research due to their chemical diversity, structural complexity, easy availability, cost-effectiveness, nontoxic effects, natural biological and anticancer activities, and their ability to modulate various signal transduction pathways and cellular processes. Marigold (Calendula officinalis), which is a member of the Asteraceae family, shows effective biological activity and it is recognized as a herbal medicinal product by the European Medicines Agency (EMA). Although herbal medicinal products have great potential in cancer treatment, they have some disadvantages due to toxicities, changes in body fluids or pH variability and unpredictable pharmacokinetic interactions. To overcome these problems, nanoparticle systems have become effective systems used in cancer research. Encapsulation of herbal products with nanoparticles has been shown to increase anticancer therapeutic properties and overcome solubility and bioavailability problems in studies. Despite all this information, there is no study examining the anticancer efficacy of calendula as a whole herbal extract against gastric and colon cancer and there is no nanoparticle formulation of marigold as a whole herbal extract with any polymer 
in the literature. Therefore, there is no study investigating the therapeutic efficacy of nanoparticle formulations with marigold and any of its components' against gastric and colon cancer. The purpose of the thesis; chitosan nanoparticles (CSNP) and chitosan nanoparticles encapsulated marigold (CO/CSNP) were synthesized and characterized by ELS, DLS, UV-VIS, FTIR, and SEM. Cytotoxic activities of marigold, CO/CSNP and CSNPs in NIH/3T3 cells; their anticancer activities were investigated on AGS gastric and Caco-2 colon cancer cells. The effects of marigold, CO/CSNPs and CSNPs were evaluated on cellular and non-cellular processes that assist in anticancer mechanisms with the scratch assay, DAPI and CUPRAC method. Antioxidant activity with CUPRAC method, migration with scratch test and apoptosis with DAPI method were investigated. With the results obtained from all experiments, CO/CSNPs exhibited a potent anticancer and antioxidant activity in gastric and colon cancer by increasing the anticancer activity of marigold without causing cytotoxic effects on normal cells. As a result of this thesis study, chitosan nanoparticles encapsulated marigold seems to be promising as an alternative therapy in gastric and colon cancer treatments.