Klaritromisin ve alpınıa offıcınarum ekstraktı içeren polikaprolakton nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu ve etkinliklerinin helıcobacter pylorı ve mide kanseri hücreleri üzerinde ın vıtro incelenmesi
Synthesis, characterization of polycaprolactone nanoparticles containing clarithromycin and alpinia officinarum extract and examination of their activities on helicobacter pylori and stomach cancer cells in vitro
Yazar: BÜKRE KIRAN
Danışman: DOÇ. DR. EMRAH ŞEFİK ABAMOR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Dünya Sağlık Örgütü tarafından sınıf 1 karsinojen kabul edilen Helicobacter pylori (H. pylori), Dünya nüfusunun yaklaşık %50'inde görülmekle birlikte ülser, mukozal atrofi, gastrik lenfoma ve gastrik karsinom gibi hastalıklara neden olmaktadır. H. pylori'nin mevcut tedavisinde klaritromisin, metronidazol ve levofloksasin gibi antibiyotikler ve proton pompa inhibitörleri kullanılmaktadır. Ancak, artan antibiyotik dirençliliği tedavide başarısızlığa neden olmaktadır. Son yıllarda, antibiyotik dirençliliğiyle mücadele edebilmek için nanoteknolojiye dayalı alternatif tedavi yaklaşımları araştırılmaktadır. Biyouyumlu, biyobozunur ve non-toksik bir polimer olan polikaprolakton, terapötik bileşenlerin enkapsülasyonuyla oluşturulan nanopartiküler taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Alpinia officinarum ekstraktının antikanser ve antibakteriyel özelliklere sahip olduğu bilinmekle birlikte literatürde bu ekstraktın anti-helicobacteriyel etkinliğinin incelendiği herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Ayrıca, Alpinia officinarum'un polikaprolakton nanopartiküllerine tek başına ya da herhangi bir antibiyotik ile enkapsülasyonu içeren herhangi bir çalışma da literatürde bulunmamaktadır. Bu tez çalışmasında, H. pylori'nin birinci basamak tedavisinde kullanılan antibiyotiklerden biri olan klaritromisine karşı gelişen antibiyotik direncini azaltarak antibiyotiğin tedavideki etkinliğini artırmak amacıyla klaritromisin ve Alpinia officinarum ekstraktı yüklü polikaprolakton nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu, Helicobacter pylori üzerinde antibakteriyel ve H. pylori'nin de neden olduğu mide kanserine karşı ise antikanser etkinliliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ekstrakt ve/veya klaritromisin polikaprolakton nanopartiküllerine kapsüllenerek, SEM, FTIR, UV-VIS, DLS ile karakterizasyonu gerçekleştirildi. Nanopartiküllerin antibakteriyel aktiviteleri, ATCC 700824 H. pylori suşu, sitotoksik aktiviteleri J774 makrofaj hücreleri, antikanser etkinlikleri ise mide kanseri hücreleri (AGS ATCC CRL-1739) üzerinde in vitro incelendi. Makrodilüsyon yöntemiyle elde edilen sonuçlar, klaritromisin ve ekstrakt içeren polikaprolakton nanopartiküllerinin tek başına ilaç veya ekstrakt içeren nanopartiküllere kıyasla daha fazla antibakteriyel etkinlik gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Ayrıca, özellikle Alpinia officinarum ekstraktı içeren polikaprolakton nanopartiküllerinin mide kanseri hücrelerinin canlılığını büyük oranda azalttığı belirlenmiştir. Antibiyotik ve ekstrakt yüklü polikaprolakton nanopartiküllerinin anti-helicobacteriyel aktivitesinin yanı sıra mide kanseri hücreleri üzerinde göstermiş olduğu antikanserojen etkinlik H. pylori aracılı mide kanserinin tedavisinde ümit vericidir. Bu tez çalışmasında elde edilen veriler ilaç ve ekstrakt yüklü polimerik nanopartiküler taşıyıcı sistemlerin, ilaç dirençliliğinin giderilmesinde alternatif bir terapi olarak büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Helicobacter pylori, which is accepted as a class 1 carcinogen by the World Health Organization, is seen in approximately 50% of the world population, causes diseases such as mucosal atrophy, gastric lymphoma, and gastric carcinoma. Antibiotics such as clarithromycin, metronidazole are used in the current treatment of H. pylori. However, increasing antibiotic resistance causes treatment failure. For this reason, research has been conducted on alternative treatment approaches based on nanotechnology in recent years to combat antibiotic resistance. Polycaprolactone is used in the development of nanoparticle-based carrier systems by encapsulating therapeutic components thanks to its biocompatible, biodegradable, non-toxic properties. Although it is known that Alpinia officinarum extract has anticancer and antibacterial properties, there is no study investigating the anti-helicobacterial efficacy of this extract in the literature. At the same time, there were no studies in the literature involving encapsulation in polycaprolactone nanoparticles of Alpinia officinarum alone or with any antibiotic. In this thesis study, antibiotic and extract loaded polycaprolactone nanoparticles were aimed to synthesized to reduce the antibiotic resistance developing against clarithromycin, one of the antibiotics used in the first-line treatment of H. pylori, and to increase the effectiveness of the antibiotic in treatment. Alpinia officinarum extract and/or clarithromycin were encapsulated in polycaprolactone nanoparticles and characterization of synthesized nanoparticles were performed by SEM, FTIR, UV-VIS, DLS analysis. In vitro antibacterial activities of the nanoparticles were investigated on ATCC 700824 H. pylori strain. Biocompatibility, cytotoxic and anticancer activity of nanoparticles were investigated on the J774 macrophage cell line and stomach cancer cell line (ATCC CRL-1739). The results obtained by the macrodilution method revealed that PCL nanoparticles containing the combination of clarithromycin and extract showed more antibacterial activity than nanoparticles containing drugs or extracts alone. On the other hand, it was revealed that PCL nanoparticles especially containing extract significantly reduced the viability of AGS gastric cancer cells. The data obtained within the scope of this thesis study show that drug and extract loaded polymeric nanoparticle carrier systems have a great potential as an alternative therapy in eliminating drug resistance.