Fotofiziksel özellikleri belirlenen altın ve platin içeren bazı bileşiklerin potansiyel anti-kanser aktivitelerinin belirlenmesi
Invesligation of potential anti-cancer activities of some compounds containing gold and platinum which the photophysical properties have been determined
Yazar: ÇAĞLA SEVİNÇ
Danışman: DOÇ. DR. ERCAN ÇAÇAN ; PROF. DR. NİHAL DELİGÖNÜL
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Onkoloji = Oncology

Özet:
Kanser dünya çapında başlıca ölüm nedenlerinden biridir ve son on yılda birçok araştırma, geleneksel tedavilerden daha etkin yeni tedaviler bulmaya odaklanmıştır. Kanserin ilerlemesi sırasında, tümörler oldukça heterojen hale gelerek farklı moleküler özellikler ve terapilere farklı tepkiler ile karakterize edilen karma bir hücre popülasyonu yaratır. Bu heterojenlik tedavi uygulaması üzerine seçici bir baskı tarafından desteklenen dirençli fenotiplerin gelişiminden sorumlu bir faktör oluşturur.  Tümör biyolojisini daha iyi anlamamızı sağlayan ve yeni nesil hedefli ilaçların tasarlanmasına yol açan temel araştırmalardaki ilerlemeye rağmen, kanser için son zamanlarda yapılan büyük klinik deneyler ve bazı dikkate değer istisnalar dışında, tedavi sonuçlarındaki yalnızca küçük farkları tespit edilebildi. Bu dikkatte değer gerçekler, daha fazla ilerleme kaydetmek için var olan ancak hâlâ yeterince takdir edilmeyen diğer terapötik yaklaşımlara vurgu yapılması gerektiğini göstermektedir. Fotodinamik terapi, şu anda karşılanmamış birçok tıbbi ihtiyacı karşılama potansiyeline sahiptir.  Bu çalışmada, fotodinamik terapiye uygun, foto duyarlaştırıcı olan bodipy temelli altın ve platin içeren yeni nesil malzemeler ve bu malzemelerin kitosan ile biyouyumlu hale gelen formları kullanılmıştır. Bu yöntem ile yeni nesil metal komplekslerin yüksek toksik etkisini azaltarak, ilaç aktivitesini arttırması hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda, yeni nesil metal komplekslerin ve biyouyumlu hallerinin fotodinamik terapi uygulanmadan ve uygulandıktan sonraki hedef kanser hücreleri (MCF-7, OV2008 ve HT-29) üzerindeki sitotoksik etkilerinin belirlenmesi amacı ile MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) testi  yapıldı. MTT testi sonuçlarına göre, çalışmamız doğrultusunda hedeflediğimiz gibi metal içeren bu yeni nesil komplekslerinin biyouyumlu formlarının, metallerden kaynaklı sitotoksisiteyi sınırladığı belirlendi. Ardından FDT uygulaması sonrası etkinliği belirlenmiş metal komplekslerin, hücre zarı bütünlüğü ve kanser hücre hatlarındaki morfolojik farklılıkları belirlemek amacıyla LDH (Laktat Dehidrogenaz) testi ve kristal viyole ile boyama işlemi yapıldı. Bu aşamada hücrelerin ölüm yollarını belirlemek amacıyla apoptoz tahlili yapıldı. Bu tahlil için çalışmamızda FDT ile birlikte kullanılan kimyasalların (L1 ve L2 serisi) en yaygın ve etkin sitotoksik etki gösterdiği HT-29 (kolorektal kanser) hücre hattı seçildi. Elde ettiğimiz sonuçlara göre FDT ile kullandığımız bu yeni nesil metal bileşiklerinin kolorektal kanseri hücrelerinde (HT-29) nekrotik ve apoptotik süreci başlattığı belirlendi.

Abstract:
Cancer is one of the main causes of death worldwide, and over the past decade, many studies have focused on finding new treatments that are more effective than traditional treatments. During the progression of cancer, tumors become quite heterogeneous, creating a mixed population of cells characterized by different molecular properties and different responses to therapies. This heterogeneity constitutes a factor responsible for the development of resistant phenotypes supported by a selective pressure on the treatment application.  Despite the progress in basic research that has allowed us to better understand tumor biology and led to the design of a new generation of targeted drugs, only small differences in treatment outcomes have been detected by recent large clinical trials for cancer and with some notable exceptions. These sobering facts suggest that in order to make further progress, emphasis should be placed on other therapeutic approaches that exist but are still underappreciated. Photodynamic therapy (PDT) has the potential to address many currently unmet medical needs.  In this study, new generation materials containing gold and platinum based on bodipy, which are photosensitizing, suitable for photodynamic therapy, synthesized within the scope of TUBITAK 1001 project No. 219Z081, and forms of these materials that become biocompatible with chitosan were used. With this method, it is aimed to increase the drug activity by reducing the toxicity of new generation metal complexes. For this purpose, the MTT test was performed to determine the cytotoxic effects of new generation metal complexes and their biocompatible states on target cancer cells (MCF-7, OV2008 and HT-29) before and after photodynamic therapy (PDT) was applied. As a result of the MTT test, it was determined that the biocompatible forms of these new generation metal complexes limit the cytotoxicity of metal complexes, as we aimed in the direction of our study. Then, LDH test and crystal violet staining were performed to determine the morphological differences in cell membrane integrity and cancer cell lines of metal complexes whose effectiveness was determined after PDT application. At this stage, an apoptosis assay was performed to determine the ways of death of the cells. For this analysis, the HT-29 (colorectal cancer) cell line was selected, in which the chemicals used in combination with PDT (L1 and L2 series) showed the most widespread and effective cytotoxic effect in our study. According to the results we obtained, it has been determined that these new generation metal compounds that we use with PDT initiate the necrotic and apoptotic process in colorectal cancer cells (HT-29).