Biyouyumlu manyetik demir oksit nanopartiküllerin sentezi,karakterizasyonu ve teranostik uygulamaları
Synthesis, characterization and theranostic applications ofbiocompatible magnetic iron oxide nanoparticles
Yazar: MUHAMMED GÜNGÖREN
Danışman: PROF. DR. ZÜBEYDE BAYSAL ; PROF. DR. ERSİN KILINÇ
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Nanopartiküller = Nanoparticles

Özet:
Bu çalışmada, dünyada en fazla ölüme neden olan hastalığın, kanserin, tedavisine yönelik araştırmalara bir yenisi eklenmiştir. Docetaxel, dünya genelinde en çok can kaybı yaşanan üçüncü kanser türü olan prostat kanserinin tedavisinde önemli bir kemoterapötik ajandır. Ancak kemoterapötik ilaçların vücuttan hızlı elimine edilme, kanserli doku yanında sağlam dokulara da önemli zararlar verme, hidrofobik yapıda olma gibi bazı istenmeyen özellikleri vardır. Araştırmacılar, bu özelliklerden doğan olumsuzlukları minimize etmek için yıllardır uğraş vermektedir. Çalışmamızda, Docetaxel'in eliminasyon süresini uzatma, tümörlü dokulara girişini artırarak sağlam dokuları koruma, manyetik alana tepki gösterme yeteneği katarak lokal uygulanabilme ve fonksiyonelleştirilerek terapötik etkisini iyileştirme adına yeni bir taşıyıcı sistem sentezlenmiştir. Öncelikle nanopartiküle hedeflenebilme yeteneği kazandırma amacıyla bir Süper Paramanyetik Demir Oksit Nanopartikül (SPION) olan ɤ-Fe2O3 (Maghemit) sentezlenmiştir. Ardından fonksiyalize etme, agregasyon önleme ve stabilite için Sitrik Asit (CA) ile kaplanmıştır. Taşıyıcı sistem ile ilaç arasındaki etkileşim verimini artırmak için Leu-Gly dipeptiti bağlanan nanopartiküle son olarak amfifilik bir polimer olan Pluronik F127 eklenmiştir. Böylece manyetik
hedeflenebilir, biyouyumlu-biyoparçalanabilir, amfifilik yapıya sahip, sağlam dokudan ziyade tümörlü dokuyu geçişi ve vücutta kalış süresi artmış, süper paramanyetik çekirdekli polimer misel yapıdaki taşıyıcı malzeme sentezlenmiştir.
Sentezlenen taşıyıcı XRD, ICP-MS, SEM, TEM ve VSM analizleri ile karakterize edilip yapı aydınlatılmıştır. Ardından nanopartiküle Docetaxel bağlanıp MTT, Apoptoz ve ROS ölçümü testleri ile sistemin terapötik uygunluğu araştırılmıştır.
Sonuçlar, sentezlenen nanopartikülün uygun dozlarda sitotoksik etkisinin olmadığını göstermiştir. Docetaxel bağlanması sonucunda tümörlü hücrede sağlam hücreye göre canlılık, doza ve zamana bağlı şekilde, önemli düzeyde azalmıştır. Bu nedenlerle, sentezlenen nanopartikülün Docetaxel taşıma sistemi olmak için kullanışlı bir aday olduğu söylenebilir.

Abstract:
In this study, a new research has been added to the treatment of cancer, the disease that causes the most deaths in the world. Docetaxel is an important chemotherapeutic agent in the treatment of prostate cancer, which is the third most deadly cancer type in the world. However, chemotherapeutic drugs have some undesirable properties such as rapid elimination from the body, causing significant damage to healthy tissues as well as cancerous tissue, and being
hydrophobic. Researchers have been trying for years to minimize the negative effects of these features. In our study, a new carrier system was synthesized for Docetaxel in order to extend the elimination time, to protect healthy tissues by increasing its entry into tumor tissues, to be applied locally by adding the ability to react to the magnetic field, and to improve its therapeutic effect by functionalization. First, ɤ-Fe2O3 (Maghemit), a Super Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticle (SPION), was synthesized so that the nanoparticle has the ability to be targeted to the desired tissue. It was then coated with Citric Acid (CA) for functionalization, aggregation prevention and stability. Afterwards, Leu-Gly dipeptide was attached to increase the interaction efficiency between the carrier system and the drug, and finally, Pluronic F127, an amphiphilic polymer, was added to the nanoparticle. Thus, a magnetically targetable, biocompatible-biodegradable polymer carrier material with an amphiphilic structure has been synthesized. The synthesized carrier was characterized by XRD, ICP-MS, SEM, TEM and VSM analyzes and the structure was elucidated. Then, Docetaxel was bound to the nanoparticle and the therapeutic suitability of the system was investigated by MTT, Apoptosis and ROS measurement
tests. The results showed that the synthesized nanoparticle did not have a cytotoxic effect at appropriate doses and that the viability of the tumor cell was significantly reduced, depending on the dose and time, as a result of Docetaxel binding. For these reasons, it can be said that the synthesized nanoparticle is a useful candidate to be a Docetaxel transport system. 


























Keywords: SPION, Docetaxel, polymer micelles, drug delivery system, prostate cancer, MTT
assay, Apoptosis, ROS generation