Radyoişaretli antibiyotik yüklü kitosan nanoparçacıkların antibakteriyel etkilerinin İn vitro incelenmesi
Investigation of antibacterial effect as In vitro of radiolabeled antibiotic loaded chitosan nanoparticles
Yazar: DERYA ÖZEL
Danışman: PROF. DR. FATMA YURT ONARAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine

Özet:
Antibiyotiklerin yaygın kullanımı bakterilerin antibiyotiklere direnç geliştirmesine neden olmuştur. Bu nedenle, antibiyotiklerin etkinliğini arttıran yeni "yetenekli ajanlar" geliştirmek gerekmektedir. Sefpodoksim Proksetil (CP), üçüncü kuşak sefalosporin grubu geniş spektrumlu bir antibiyotiktir. Kitosan; biyouyumlu, antibakteriyel, mukoadezif, katyonik, doğal bir polimer olması gibi özellikleri sayesinde ideal bir biyomalzemedir. Araştırmalar, mikroorganizmalara karşı antibakteriyel ilaçların etkilerinin kitosan nanoparçacıklarına yüklenerek arttırılabileceğini göstermiştir.Bu tez çalışmasının amacı, radyoişaretli sefpodoksim proksetil yüklü kitosan nanoparçacığın gram pozitif Staphylococcus aureus (S. aureus) ve gram negatif Escherichia coli (E. coli) bakteriyel enfeksiyonlarının saptanmasında nükleer bir görüntüleme ajanı olarak kullanılma potansiyelini araştırmaktır. Kitosan (CS) nanoparçacıkları ve Sefpodoksim Proksetil yüklü kitosan (CP-CS) nanoparçacıkları iyonik jelasyon yöntemi kullanılarak hazırlandı. Nanoparçacıklar, Dinamik Işık Saçılımı (DLS), Fourier Transform Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) teknikleri ile karakterize edildi. CP-CS nanoparçacık üzerine yüklenen Sefpodoksim Proksetil miktarı ultraviyole-görünür (UV-Vis) spektroskopisi ile belirlendi. Sefpodoksim Proksetil ve Sefpodoksim Proksetil yüklü kitosan nanoparçacıkları, 100 µg SnCl2 kullanılarak 37 MBq sodyum perteknetat ile radyoişaretlenmiştir. Radyoişaretli Sefpodoksim Proksetil (99mTc-CP) ve radyoişaretli Sefpodoksim Proksetil yüklü kitosan nanoparçacıkların (99mTc-CP-CS) işaretleme verimi TLRC yöntemi ile belirlendi ve sırasıyla verimler % 89±3 ve % 94±2 olarak tespit edildi. S. aureus için 99mTc-CP-CS nanoparçacıkların tutulum verimi 1 saatte % 99.3 iken; 2 saatte % 68.9; 4 saatte % 76.9, 99mTc-CP'nin bağlanma verimi 1 saatte % 7.2 idi; 2 saatte % 9.3; 4 saatte % 9.5 olarak belirlendi. In vitro tutulum çalışması, S. aureus'da 99mTc-CP-CS nanoparçacıklarının tutulum veriminin 99mTc-CP'ninkinden daha yüksek olduğunu göstermektedir. E. coli için tutulum verimi 99mTc-CP-CS nanoparçacıklarının (1. saat % 91.2; 2 saatte % 77.9; 4 saatte % 58.3), 99mTc-CP'den (1. saat % 6.6; 2. saatte % 8.1; 4. saatte % 10.3) daha yüksek bulunmuştur. Bu sonuçlar 99mTc-CP-CS nanoparçacıklarının enfeksiyon nükleer görüntüleme potansiyeli için bir umut vadetmektedir. Anahtar Kelimeler: kitosan, nanoparçacık, sefpodoksim proksetil, antibakteriyel etki, 99mTc, S. aureus, E. coli

Abstract:
The widely use of antibiotics has caused to develop resistance to antibiotics of the bacteria. For this reason, it is necessary to develop new "talented agents" which increase on the effectiveness of antibiotics. Cefpodoxime Proxetil, third generation cephalosporin group, is a broad spectrum antibiotic. Chitosan is an ideal biomaterial because of its properties such biocompatible, cationic, antibacterial, mucoadhesive, natural polymer. The investigations show that the effects of antibacterial drug against microorganisms can be increased by loading them into chitosan nanoparticles. The aim of this work is to investigate on useful potential as a nuclear imaging agent of radiolabeled cefpodoxime proxetil loaded chitosan nanoparticle in the detection of gram-positive Staphylococcus aureus (S. aureus) and gram-negative Escherichia coli (E. coli) bacterial infections. Chitosan (CS) nanoparticles and Cefpodoxime Proxetil loaded chitosan (CP-CS) nanoparticles were prepared by using ionic gelation method. The nanoparticles were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Scanning Electron Microscope (SEM) techniques. The amount of loaded Cefpodoxime Proxetil onto CP-CS nanoparticle was determined by ultraviolet–visible (UV-Vis) spectroscopy. Cefpodoxime Proxetil and Cefpodoxime Proxetil loaded chitosan nanoparticles were radiolabeled with 37 MBq sodium pertechnetate by using 100 μg SnCl2. Radiolabeling yields of radiolabeled Cefpodoxime Proxetil (99mTc-CP) and radiolabeled Cefpodoxime Proxetil loaded chitosan nanoparticles (99mTc-CP-CS) were determined by TLRC method and were found as to be 89±3 % and 94±2 % respectively. While binding efficiency of 99mTc-CP-CS nanoparticles for S. aureus was 99.3 % at 1h; 68.9 % at 2h; 76.9 % at 4h, binding efficiency of 99mTc-CP was 7.2 % at 1h; 9.3 % at 2h; 9.5 % at 4 h. In vitro binding study results indicate that binding efficiencies of 99mTc-CP-CS nanoparticles in S. aureus was higher than that of 99mTc-CP. It was found that binding efficiencies of 99mTc-CP-CS nanoparticles for E. coli (91.2 % at 1 h; 77.9 % at 2h; 58.3 % at 4h) were higher than 99mTc-CP (6.6 % at 1 h; 8.1 % at 2h; 10.3 % at 4 h). These results promise that 99mTc-CP-CS nanoparticles might be an agent for infection nuclear imaging potential. Keywords: chitosan, nanoparticle, cefpodoxime proxetil, antibacterial effect, 99mTc, S. aureus, E.coli