Visseral Leishmaniasis'e karşı aşı geliştirilmesinde antijen yüklü nanopartiküllerin immünostimülan etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of immunostimulating effects of antigen-loaded nanoparticles in vaccine development against Visceral Leishmaniasis
Yazar: KÜBRA KELLECİ
Danışman: DOÇ. DR. EMRAH ŞEFİK ABAMOR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Dünyada ve ülkemizde görülen Leishmaniasis, Leishmania türü parazitlerinin sebep olduğu ciddi bir halk sağlığı problemidir. Her yıl yaklaşık 500 bin kişi hastalığın ölümcül formu olan Visseral Leishmanisise (VL) yakalanmaktadır. 
Bu çalışmada, VL için etkin ve güvenilir bir aşı adayının formülize edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla VL etmeni olan L. infantum parazitlerinden sonikatörle parçalama (SPLA) ve dondur-çöz metodu ile elde edilen Leishmania antijenleri (DOÇLA), PCL nanopartiküllere (Np) enkapsüle edilerek in vitro koşullarda immünostimülan etkileri değerlendirilmiştir.
Yapılan çalışmalar neticesinde geliştirilen aşı formülasyonlarında immünostimülan etkinliğin artan konsantrasyonla birlikte arttığı ve en yüksek değerin 200 µg/ml konsantrasyonda elde edildiği görülmektedir. Nitrik oksit (NO) üretim yeteneği ve hücre canlılık analizleri incelendiğinde 200 µg/ml konsantrasyonda en ideal adjuvanın kalsiyum fosfat (CaP) olduğu tespit edilmiştir. Geliştirilen aşı formülasyonlarının sitotoksisiteleri incelendiğinde DOÇLA-PCL Np'leri ve SPLA-PCL Np'lerinin sırasıyla %78,94 ve %86,16 olduğu, DOÇLA-PCL Np+CaP ve SPLA-PCL Np+CaP formülasyonlarında ise bu değerlerin sırasıyla %82,75 ve %85,34 olduğu görülmüştür. 
NO üretim değerleri incelendiğinde SPLA-PCL Np+CaP ve DOÇLA-PCL Np+CaP formülasyonlarının sadece antijenin kullanıldığı formülasyonlara göre sırasıyla yaklaşık 4,2 kat ve 4,5 kat arttığı tespit edilmiştir. Sitokin üretim miktarları karşılaştırıldığında, SPLA ve DOÇLA antijenlerinin IL-12 üretimini kontrol grubuna göre 6 kat, nano formülasyonlarda ise 4 kat artırdığı görülmüştür. Benzer sonuçlar IFN-γ sitokin üretim seviyelerinde de görülmektedir. Nano formülasyonlar incelendiğinde en yüksek etkinliğin kontrol grubuna göre yaklaşık 5,5 kat artışla SPLA-PCL Np+CaP 'da elde edildiği görülmüştür. Makrofaj hücrelerindeki enfeksiyon indeks değerleri incelendiğinde SPLA-PCL Np+CaP ve DOÇLA-PCL Np+CaP formülasyonlarının kontrol grubuna kıyasla sırasıyla yaklaşık 13 ve 11 katlık bir azalmaya neden olmuştur. 
Elde edilen sonuçlar geliştirilen her iki aşı formülasyonun da enfekte makrofaj hücrelerini önemli derece etkilediği ve anti-leishmanial özellik sergilediğini göstermektedir. Bu tez çalışmasında SPLA ve DOÇLA antijeni yüklü PCL Np'leri ve CaP adjuvanı ile geliştirilen aşı formülasyonlarının in vitro anti-leishmanial özelliği ilk kez tarafımızca kanıtlanmıştır.

Abstract:
Leishmaniasis, which is seen in the world and our country, is a serious public health problem caused by Leishmania species parasites. Every year, approximately 500 thousand people suffer from Visceral Leishmaniasis (VL), the deadly form of the disease.
This study, it was aimed to formulate an effective and safe vaccine candidate for VL. For this purpose, Leishmania antigens (DOÇLA) obtained by sonicator lysis (SPLA) and freeze-thaw method from L. infantum parasites, which are VL agents, were encapsulated into PCL nanoparticles (Np) and their immunostimulatory effects were evaluated in vitro.
As a result of the studies, it is seen that the immunostimulatory activity in the vaccine formulations developed increases with increasing concentration, and the highest value is obtained at 200 µg/ml concentration. When nitric oxide (NO) production ability and cell viability analyzes were examined, it was determined that the most ideal adjuvant at 200 µg/ml concentration was calcium phosphate (CaP). When the cytotoxicities of the developed vaccine formulations were examined, DOÇLA-PCL Np and SPLA-PCL Np were 78.94% and 86.16%, respectively, and these values were 82% in DOÇLA-PCL Np+CaP and SPLA-PCL Np+CaP formulations, respectively. .75 and 85.34% were found.
When NO production values were examined, it was determined that SPLA-PCL Np+CaP and DOÇLA-PCL Np+CaP formulations increased approximately 4.2 times and 4.5 times, respectively, compared to formulations in which only antigen was used. When the amount of cytokine production was compared, it was observed that SPLA and DOÇLA antigens increased IL-12 production 6 times and in nanoformulations 4 times compared to the control group. Similar results are seen at the levels of IFN-γ cytokine production. When nanoformulations were examined, it was observed that the highest efficiency was obtained in SPLA-PCL Np+CaP with an increase of approximately 5.5 times compared to the control group. When the infection index values in macrophage cells were examined, SPLA-PCL Np+CaP and DOÇLA-PCL Np+CaP formulations caused a decrease of approximately 13 and 11 times, respectively, compared to the control group.
The results show that both vaccine formulations developed significantly affect the infected macrophage cells and exhibit anti-leishmanial properties. In this thesis study, the in vitro anti-leishmanial properties of vaccine formulations developed with SPLA and DOÇLA antigen-loaded PCL Nps and CaP adjuvant were proven by us for the first time.