Lipozom tabanlı bir ilaç taşıyıcının ilaç hapsetme davranışının moleküler simülasyonlarla belirlenmesi
Determination of drug retention behavior of a liposome-based drug transporter by molecular simulations
Yazar: İNSUNUR ERYILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN KAÇAR
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Günümüzde başta kanser tedavisi olmak üzere çeşitli hastalıkların tedavisinde nanoteknoloji yaklaşımları sıklıkla kullanılmaktadır. İlaç dağıtımı için son çalışmalar nano taşıyıcı sistemler üzerine yoğunlaşmaktadır. Klasik tedavilerin neden olduğu hasarlı dokunun yanında sağlıklı dokularında zarar görmesi, nano taşıyıcı sistemlerin akıllı hedefleme sistemleri olarak tasarlanması nedenleri arasında en önemli etkenlerdendir. Akıllı hedefleme sayesinde, ilaç fizyolojik ortamla en az etkileşime girerek hedeflenen bölgeye ulaşır. Hedeflenen bölgeye ilacın nanoyapı içinde taşınması sırasında ilacın biyoyararlanımı artırılarak toksisite azaltılmaya çalışılır. Akıllı nano taşıyıcılar arasında en sıklıkla kullanılan materyallerin başında lipozomlar gelmektedir. Lipozom, diğer bir değişle lipit tabanlı misel formlu nanoyapı temelli taşıma sistemlerinin çalışmaları 1950'li yıllara dayanmaktadır. Amfifilik özellik gösteren lipozomlar, hidrofobik ilaçların taşınmasında sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında hidrofobik yapılı koenzim Q10 moleküllerini kapsülleyen fosfolipit-bazlı lesitin nano lipozomların moleküler simülasyonlar yardımıyla incelenmiştir. Moleküler simülasyonlar kaba taneli Dağıtıcı Parçacık Dinamiği yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlar sonucunda lipozomların moleküler seviyedeki yapısal özellikleri niceliksel olarak karakterize edilmiştir. Elde edilen özellikler Radyal Dağılım Fonksiyonu, her bir moleküler birim için Voronoi hacimleri farklı yönlerde yoğunluk profilleri ve koenzim Q10 enkapsülasyonu şeklindedir. Tez kapsamında elde edilen özelliklerin incelenen sistemin ve benzer sistemlerin moleküler yapısının ve işleyişinin doğru anlaşılması için önemli bir adım olacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Today, nanotechnology approaches are frequently used in the treatment of various diseases, especially cancer Recent studies for drug delivery focus on nanocarrier systems. Damage to healthy tissues as well as damaged tissue caused by conventional treatments is one of the most important factors among the reasons such that nanocarrier systems are designed as smart targeting systems. As a result of smart targeted delivery, the drug reaches the targeted area with minimal interaction with the physiological environment. During the transport of the drug to the targeted area in the nanostructure, the bioavailability of the drug is increased and the toxicity is aimed to be reduced. Liposomes are the most frequently used materials among smart nanocarriers. The studies of liposome, in other words, lipid-based micelle-form nanostructure-based transport systems date back to the 1950s. Amphiphilic liposomes are frequently used in the transport of hydrophobic drugs. In this thesis, phospholipid-based lecithin nanoliposomes encapsulating hydrophobic coenzyme Q10 molecules were investigated with the aid of molecular simulations. Molecular simulations were carried out using the coarse-grained Dissipative Particle Dynamics method. As a result of the simulations, the structural properties of liposomes at the molecular level were quantitatively characterized. Obtained properties are Radial Distribution Function, Voronoi volumes for each molecular unit, density profiles in different directions and coenzyme Q10 encapsulation. The properties obtained within the scope of the thesis will be an important step for the correct understanding of the molecular structure and functioning of the examined system which can further be applied to similar systems as well.