Bazı maleik anhidrit kopolimerlerinin antineoplastik ajanlarla türevlendirilmesi ve karakterizasyonu
Derivatization of some maleic anhydride copolymers with antineoplastic agents and characterization of derivatives
Yazar: GÜLDEREN KARAKUŞ
Danışman: YRD. DOÇ. HACI BAYRAM ZENGİN
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Maleik asit = Maleic acide ; Neoplazm hücreleri = Neoplastic cells ; Serbest radikaller = Free radicals ; Su = Water ; Susuzlaştırma = Dewatering ; Çözelti derişimi = Solution concentration ; Çözeltiler = Solutions

Özet:
Bu çalışmada, ilk aşamada maleik anhidrit içeren kopolimerlerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve in-vitro biyolojik aktivitelerinin araştırılması, ikinci aşamada ise sentezlenen biyoaktif kopolimerlerin, suda çözünebilen biyoaktif konjugat oluşturmak üzere antineoplastik özellikli ilaç etken maddeleri ile türevlendirilmesi, karakterizasyonu, kontrollü salınım davranışları ve in-vitro biyolojik aktivitelerinin araştırılması amaçlanmıştır. Kopolimerler radikalik başlatıcılar kullanılarak serbest radikal polimerleşme tepkimesi ile hazırlanmıştır. Kopolimerlerin ilaç etken maddeleri ile türevlendirilmesi ise katalizör varlığında halka açılma tepkimeleri ile gerçekleştirilmiştir.Hazırlanan biyoaktif kopolimerlerin yapısal karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopisi (FTIR), Nükleer Magnetik Rezonans Spektroskopisi (1H-NMR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile yapıldı. Kopolimer-ilaç çiftlerinin yapısal karakterizasyonu ise Fourier Dönüşümlü İnfrared Spektroskopisi (FTIR), Nükleer Magnetik Rezonans Spektroskopisi (1H-NMR) ile yapıldı. Çiftlerin kontrollü salınım davranışları, yapay vücut sıvısı olarak kabul edilen fosfat tamponunda (PBS) 37 ?C ve pH=7.4' de 45 gün bekletilerek Ultraviyole Spektroskopisi ve Spektroflorimetri yöntemi ile tespit edildi. Kopolimerlerin amibisidal aktiviteleri in-vitro olarak iki farklı amip türü üzerinde Trypan Blue Dye Exclusion yöntemiyle, çiftlerin antitümör aktiviteleri ise in-vitro olarak HeLa insan rahim tümör hücresi ve C6 sıçan beyin tümör hücresi üzerinde BrdU cell ELISA yöntemiyle tespit edildi.Ayrıca kopolimerlerin farklı organik çözücülerdeki çözünürlükleri ve fiziksel görünümleri, kopolimer-ilaç çiftlerinin ise suda çözünürlükleri, sulu çözeltilerinin pH değerleri, fiziksel görünümleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara dayanarak gerek kopolimerler için gerekse kopolimer-ilaç çiftleri için tepkimeler, tepkime koşullarını da içerecek şekilde önerilmiştir.Sonuç olarak, sentezlenen kopolimerlerin suda çözünmediği halde doğasında biyoaktif özelliğe sahip olduğu ve kopolimer-ilaç çiftlerinin ise amidleşme mekanizması ile halka-açılma tepkimesi vererek biyoaktif özellik gösterdiği ve suda oldukça iyi çözündüğü gözlenmiştir. Bu sonuçlara dayanarak sentezlenen kopolimerlerin ve kopolimer-ilaç çiftlerinin ileride deney hayvanları kullanılarak belirlenen antitümör aktiviteleri daha hassas ve kapsamlı in-vivo çalışmalarla araştırılarak desteklenebilir ve ilaç olarak önerilebilirler.Anahtar kelimeler: biyoaktif maleik anhidrit kopolimerleri, kopolimer-ilaç çifti, suda çözünebilen kopolimer türevleri, antitümör aktivite

Abstract:
The aims of the study can be ordered as follows: the synthesis, characterization, and in-vitro demonstration of biological activities of maleic anhydride containing copolymers; derivation, characterization, and controlled release of water-soluble bioactive conjugates with antineoplastic properties, from the bioactive copolymers; and investigating biological activities, in vitro, of the conjugates. Copolymers were prepared by free radical polymerization reactions, using radical initiators. Derivation of the copolymers with drug materials was effected by ring opening reactions in the presence of catalysts.Structural characterization of the bioactive copolymers were performed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H-NMR), and by scanning electron microscopy (SEM). Structural characterization of copolymer-drug conjugates was performed by both FTIR and 1H-NMR. Their controlled release behaviour was studied in PBS (phosphate buffered saline, pH=7.4), which is accepted to be very similar to body fluid, by incubation for 45 days at 37 oC, and released material was determined by UV-spectrometry and spectrofluorometry. Amoebicidal activity of the copolymers was measured in vitro on two amoeba species by using the Trypan Blue Dye Exclusion method. Antitumour activity of the conjugates was tested in vitro on HeLa cells, a human epithelial cervical cancer cell line, and on rat brain tumour cells (C6) by using the BrdU cell ELISA method.Solubility of the copolymers in different organic media, and physical appearance of their solutions; and solubility of the conjugates in aqueous media, pH- values of the solutions and physical appearance were studied. By taking the resulting data into consideration, some reactions, together with their setup conditions, were suggested for both the copolymers and their conjugates with drug materials.Although the copolymers synthesized do not dissolve in water, they convey some bioactive properties. In the conjugate form they could dissolve in aqueous media with the opening of the ring by an amidization mechanism, and exert their bioactivity. These results can be supported further by in vivo experiments (animal tests); thereby specific anti-tumour activities, especially for the conjugates can be proposed.Key words: bioactive anhydride copolymers, copolymer-drug conjugate, water-soluble copolymer derivatives, anti-tumour activity.