Kolorektal karsinoma hücrelerinde oksaliplatin'in ilaç tedavi etkinliğinin arttırılması
Enhancement of drug treatment efficacy of oxaliplatin in colorectal carcinoma cells
Yazar: SÜLEYMAN SERDAR ALKANLI
Danışman: PROF. DR. IŞIL ALBENİZ
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyofizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Glikoproteinler = Glycoproteins ; Kolorektal neoplazmlar = Colorectal neoplasms ; Neoplazm hücreleri = Neoplastic cells ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Oksaliplatin = Oxaliplatin ; Poliglikolik asit = Polyglycolic acid ; Verapamil = Verapamil ; İlaç tedavisi = Drug therapy

Özet:
Oksaliplatin, kolorektal kanser tedavisinde en yaygın kullanılan ilaçlardan biridir. Oksaliplatin, 1,2-diaminosiklohekzan (DACH) ligandına sahip olması nedeniyle, kimyasal yapı olarak diğer platin içeren kemoterapi ilaçlarından farklıdır. Tümör mikroçevresi içindeki çeşitli hücreler tarafından salgılanan büyüme faktörü-β1'in, oksaliplatine direnç kazandığı düşünülmektedir. Ayrıca, bir kalsiyum kanal bloklayıcısı olan verapamilin kemoterapiye dahil edilmesi, tedavinin etkinliğini arttırmaktadır. 
Çalışmamızda, kanser tedavisinde görülen ilaç direncinin etkisini ortadan kaldırmak amacıyla, oksaliplatin ve verapamil içeren PLGA nanopartikül formülasyonları geliştirilmiştir. Nanopartiküllerin karakterizasyonu Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve dinamik ışık saçılımı (DLS) ile yapıldıktan sonra en etkili formülasyonların OVP-10 (222,00 ± 0,84) ve OVP-11 (240,80 ± 1,82) olduğu belirlenmiştir. Hazırlanan nanopartiküllerin salım profilleri ve HCT-116 insan kolorektal kanser hücrelerine in vitro uygulanarak sitotoksik etkileri belirlenmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre, 0,01 ve 10 μg/ml aralığında uygulanan nanopartiküllerin HCT-116 hücre canlılığını %67'ye kadar azalttığı tespit edilmiştir. IC50 değerleri 24 saat için 6,49 μg/ml olarak bulunmuştur.
Ayrıca çalışmamızda, nanopartiküller HCT-116 hücrelerine 24, 48 ve 72 saat boyunca 0,1; 1 ve 10μg/ml konsantrasyonlarında uygulanarak, salım profillerinin immünfloresan görüntülemeleri yapılmıştır. Burada, nanopartiküllerin, oksaliplatin ve verapamili başarılı bir şekilde saldıkları ve HCT-116 hücrelerinin aktin iskelet yapısını bozduğu toksik etkilerin sonuçları elde edilmiştir.
Elde ettiğimiz nanoformülasyonun, HCT-116 hücre hattı üzerinde sitotoksik etki seviyelerinde önemli bir değişiklik göstermesi, nanobileşiğimizin bu kanser hattı üzerinde kullanılabilir olduğunu, böylece tedaviye daha uzun süre devam edebilmenin mümkün olduğunu desteklemektedir. Sonuçlarımızın literatüre önemli katkı sağlayacağı ve nanopartiküllere enkapsüle edilen nanobileşenlerin, kanser hücreleri üzerindeki etkinliğinin, kemoterapi tedavisinin başarı oranını arttıracağı görüşündeyiz.

Abstract:
Oxaliplatin is one of the most widely used drugs in the treatment of colorectal cancer. Oxaliplatin has the ligand 1,2-diaminocyclohexane (DACH). Therefore, its chemical structure is different from other platinum-containing chemo-drugs. Growth factor-β1 secreted by various cells in the tumor microenvironment is thought to acquire resistance to oxaliplatin. The use of verapamil, a calcium channel blocker, in chemotherapy increases the effectiveness of the treatment.
In our study, PLGA nanoparticle formulations containing oxaliplatin and verapamil were developed to eliminate the effect of drug resistance in cancer treatment. Characterization of nanoparticles was performed with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM) and dynamic light scattering (DLS). The most effective formulations were OVP-10 (222.00±0.84) and OVP-11 (240, 80±1.82). By in vitro injection of nanoparticles into HCT-116 human colorectal cancer cells, release profile and cytotoxicity were determined.
According to the results, it was determined that nanoparticles administered to the cells in the range of 0.01 and 10 μg/ml reduced the cell viability to 67%. The IC50 value was determined as 6.49 μg/ml. for 24 hours.
In addition, in our study, immunofluorescence imaging of the release profiles of nanoparticles at concentrations of 0.1, 1, 10 μg/ml for 24, 48, 72 hours was performed. Thus, the toxicity results were obtained, in which the nanoparticles successfully released oxaliplatin and verapamil.
The fact that the nanoformulation we obtained showed a significant change in the cytotoxicity on the cells supports that our nanocompound can be used on this cancer line, so that it is possible to continue the treatment for a longer period. We believe that our results will contribute significantly to the literature and that the effectiveness of nanoparticles will increase the success of chemotherapy treatment.