Glioma tedavisinde nanopartikül formülasyonlarının geliştirilmesi, in vitro ve in vivo etkinliğinin değerlendirilmesi
Development of nanoparticle formulations for treatment of glioma, evaluation of in vitro and in vivo efficiacy
Yazar: SEÇİL TOKTAŞ
Danışman: PROF. DR. YILMAZ ÇAPAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Flurbiprofen = Flurbiprofen ; Glikolik asit = Glycolic acid ; Glioma = Glioma ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Paklitaksel = Paclitaxel ; Polilaktik asit = Polylactic acid ; İn vitro = In vitro ; İn vivo = In vivo

Özet:
Glioma oldukça ölümcül bir kanser türü olup bu hastalığa yakalanan hastaların yaşama şansı günümüzde gelişen tedavi olanaklarına rağmen oldukça düşüktür. Bu kanser türünün tedavisindeki en önemli kısıtlayıcı faktör ise kemoterapötik ilaçların yeterli konsantrasyonda beyine ulaştırılmasındaki zorluktur. Beyine moleküllerin geçişindeki en büyük engel ise kan beyin engelidir (KBE). KBE'yi aşıp kan dolaşımından beyin dokusuna terapötik maddelerin geçirilebilmesi için denenen stratejilerden birisi ilaç taşıyıcı sistemlerin kullanılmasıdır. Bu sistemlerin yüzeylerinin poli-etilen glikol (PEG) gibi moleküllerle modifiye edilmesi taşıyıcı sistemlerin ve içlerine enkapsüle ettikleri ilaçların KBE'den geçişini sağlayabilir. Paklitaksel kanser tedavisinde etkinliği bilinen bir antimikrotübül ajanıdır. Paklitaksel sistemik dolaşıma verildiği zaman ise KBE'ni geçememekte, bu nedenle beyin kanseri tedavisinde kullanılamamaktadır. R-flurbiprofen (tarenflurbil, flurizan) ise nonsteroidal antienflamatuvar bir ilaç olan flurbiprofenin R izomeridir ve literatürde pek çok farklı kanser türüne karşı antikanser aktiviteye sahip olduğu gösterilmiştir. Bu bağlamda tez çalışmasında R-flurbiprofen ve paklitakselin kombinasyonu ile daha etkin bir antikanser aktivite elde edilmesi, PEG ve pozitif yüklü kitosan ile modifiye edilmiş nanopartiküler sistemlerle beyin dokusuna ulaştırılması planlanmıştır. Çalışmada ayrı ayrı paklitaksel ve R-flurbiprofen yüklü nanopartiküller poli-laktik-ko-glikolik asit polimeri ile farklı özellikteki yüzey aktif maddeler yardımıyla hazırlanmıştır. Elde edilen nanopartiküller üzerinde karakterizasyon çalışmaları yapılmış, hücre kültüründe in vitro sitotoksisite ve hücresel alım incelenmiş, devamında in vivo deneyler ile kombinasyonun ve formülasyonun etkinliği değerlendirilmiştir. Çalışmada nanopresipitasyon yöntemi ile 150-200 nm partikül büyüklüğüne sahip küresel nanopartiküller elde edilmiştir. PEGlenmiş ve kitosan kaplanmış nanopartiküller hücre kültürü ortamında etkin sitotoksiste göstermiş ve tümör hücreleri tarafından hücre içine alınmıştır. Sıçanlar üzerinde yapılan in vivo deneyler ise kitosan kaplı ve PEGlenmiş nanopartiküllerle paklitaksel ve R-flurbiprofen kombinasyonunun beyin kanserinde iyileştirici etkisi olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Glioma is a fatal type of cancer and despite of the developing treatment opportunities nowadays the chance of survival of patients is still unsufficient. The limiting factor of treatment of this cancer is transportation of the chemotherapeutic drugs to the brain at efficient concentrations. The strongest obstacle of transportation of the drugs through the brain is blood brain barrier (BBB). One of the strategy for transportation of therapeutic drugs across the BBB is to use drug carrier systems. Modifiying the surface of drug delivery systems like polyethylene glycol (PEG) may improve the transportation of the drug through the BBB. Paclitaxel is an antimicrotubule agent with effective anticancer activity. But, paclitaxel can not pass the BBB when administered systemically, therefore it can not be used for brain cancer treatment. R-Flurbiprofen (tarenflurbil, flurizan) is the R isomer of flurbiprofen which is a well known nonsteridal antienflammatory drug and has a potential anticancer activity against various types of cancer as stated in literature. In this context, achievement of better cytotoxic activity with the combination of R-flurbiprofen and paclitaxel, transportation to the brain parenchyma with PEGylated and positive charged chitosan modified nanoparticles was planned for the thesis. In this study, paclitaxel and R-flurbiprofen loaded nanoparticles were prepared with the aid of poly-lactide-co-glycolic acid and different types of surface active agents. Characterization studies was performed on nanoparticles, in vitro cytotoxicty and cellular uptake studies was carried out with cell culture, afterwards the efficiacy of the combination and formulations was evaluated. Spherical nanoparticles with particle size between 150-200 nm were obtained according to preparation with nanoprecipitation method. PEGylated and chitosan coated nanoparticles were demonstrated efficient cytotoxic activity and internalized by the tumor cells. According to in vivo studies performed on rats showed that chitosan coated and PEGylated nanoparticles and combination of paclitaxel and R-flurbiprofen demonstrated better therapeutic activity against brain cancer.