Akciğer kanserine yönelik siRNA taşıyıcı polimerik nanopartiküllerin geliştirilmesi ve etkinliklerinin in vitro değerlendirilmesi
Development of siRNA carrier polymeric nanoparticles for lung cancer and in vitro evaluation
Yazar: AYŞE GENÇER
Danışman: PROF. DR. BETÜL ARICA YEGİN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Akciğer hastalıkları = Lung diseases ; Akciğer neoplazmları = Lung neoplasms ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Neoplazmlar = Neoplasms ; RNA = RNA ; İnterferans = Interference

Özet:
En yaygın kanser türü olarak bilinen akciğer kanseri aynı zamanda tüm kanser türleri arasında en yüksek ölüm oranına sahiptir. Tedavide kullanılan mevcut yöntemlerin düşük etkinliği ve ciddi yan ve toksik etkiler araştırmacıları istenmeyen sistemik etkileri azaltılmış, hedeflendirilmiş ve özgül etkisi arttırılmış tedavi yaklaşımları geliştirmeye yönlendirmektedir. Kirsten Rat Sarkom Viral Onkogen (Kras) proteininin akciğer kanserlerinde önemli bir role sahip olduğu ve akciğer adenokarsinom olgularının çoğunda bu yolağın etkinleştiği bilinmektedir. Bu tez kapsamında, alışılagelmiş yöntemlerle hedeflenemeyen mutant KRAS onkogenini hedeflemek üzere siRNA yüklü poli (laktik asit-ko-glikolik asit) (PLGA) nanopartiküllerin hazırlanması, tümör bölgesine seçici ve etkin olarak taşıma sağlamak üzere optimize edilmesi (aktif ve/veya pasif hedeflendirme ile) ve akciğer kanseri tedavisindeki etkinliğinin in vitro olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çift emülsiyon oluşturma-çözücü buharlaştırma yöntemi ile hazırlanan nanopartiküller katyonik özellik kazandırılmak üzere dioleil-3-trimetilamonyum propan (DOTAP) ve polietilenimin (PEI) ile, aktif hedeflendirme amacıyla da hiyalüronik asit ile modifiye edilmiştir. 190-245 nm aralığında partikül büyüklüğü, (-12) - (+14) mV aralığında zeta potansiyele sahip, polidispersite-indeksi 0,1 civarında siRNA yüklü nanopartiküller elde edilmiş, siRNA %80-100 enkapsülasyon etkinliği ile nanopartiküllere yüklenmiştir. In vitro çalışmalar ile nanopartiküllerin A549 kanser hücrelerinde ve sağlıklı BEAS-2B akciğer hücrelerinde 72 saatin sonunda hücre canlılığını etkilemediği, A549 hücrelerine özgül etkinlik göstererek hedef genin ekspresyonunda %50'ye kadar azalma, protein düzeyinde ise bazı formülasyonlar ile %90'ın üzerinde azalma sağlandığı gösterilmiştir. Ayrıca nanopartikül uygulaması sonrası hücrelerin metabolik profillerindeki değişiklikleri değerlendirmek için metabolomik analizler gerçekleştirilmiştir. Formüle edilen nanopartiküllerin akciğer kanserinde etkin bir tedavi yöntemi olabileceği değerlendirilmektedir.

Abstract:
Lung cancer, one of the most common type of cancers, has the highest mortality rate among all types of cancer, The low effectiveness of current therapies and serious side and toxic effects lead researchers to develop targeted treatment approaches with minimal systemic effects and increased specific effects. It is known that the Kirsten Rat Sarcoma Viral Oncogene (Kras) protein has an important role in lung cancers, and this pathway is activated in most of the cases in lung adenocarcinoma. The purpose of this study was to design and developed KRAS silencing small interfering RNA (siRNA) loaded poly (D, L-lactic-co-glycolic acid) (PLGA) nanoparticle formulations and evaluate in the treatment of KRAS mutant lung cancer. The nanoparticles prepared by the double emulsion solvent evaporation method were modified with dioleoyl-3-trimethylammonium propane (DOTAP) and polyethyleneimine (PEI) to impart cationic surface potential, and also modified with hyaluronic acid for active targeting. The siRNA loaded nanoparticles with particle sizes in the range of 190-245 nm, zeta potential in the range of (-12) - (+14) mV and polydispersity index around 0.1 were obtained. Encapsulation efficiency was found between %80-100. In addition, the cytotoxic and KRAS gene silencing effects of the siRNA loaded nanoparticles on A549 human lung adenocarcinoma and BEAS-2B human healthy lung cell were investigated. In vitro studies have shown that the nanoparticles do not affect cell viability of the cancer and healthy lung cells after 72 hours. A decrease of the expression of the target gene up to 50% and a decrease of protein level more than 90% was occurred. In addition, metabolomic analyzes were performed to evaluate the changes in metabolic profiles of the cells after nanoparticles treatment. The formulated siRNA delivery nanoparticles can be promising treatment in lung cancer.