Melatonin agonistleri ile kombine quantum dot sentezi, karakterizasyonu ve çeşitli kanser hücre hatları üzerindeki etkilerinin araştırılması
Quantum dot synthesis, characterization and effects on various cancer cell lines combined with melatonin agonists
Yazar: ÖZGE BALPINAR
Danışman: PROF. DR. AHMET HACIMÜFTÜOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Agonistler = Agonists ; Akım sitometrisi = Flow cytometry ; Kuantum noktaları = Quantum dots ; Melatonin = Melatonin ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Polimeraz zincirleme reaksiyonu = Polymerase chain reaction

Özet:
Amaç: Bu tez çalışması ile melatonin hormonunun ve melatonin reseptör alt tip agonistinin kanser tedavisindeki yerinin belirlenmesi, az maliyetli ve toksisitesi az olan yeşil sentez yöntemiyle bu agonistleri içeren quantum dotların elde edilmesi, melatonin reseptörlerinin etkili olduğu kanser tiplerine yönelik etkinliğin karşılaştırılmalı olarak gösterilmesi ve mevcut tedavilerin geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Materyal ve Metot: Bu çalışmada yeşil sentez yöntemiyle hem CdS ve CoSr quantum dotlar hem de Ramelteon biyokonjuge edilmiş konjugatların sentezi ve karakterizasyonu yapılmıştır. Kolon, prostat ve nöroblastom kanser hücre hatları üzerinde sentezlenen tüm QD'ların etkisi incelenmiştir. Kanser hücre hatları üzerinde üçer farklı dozda uygulanmış, çalışma pozitif ve negatif kontrollerle desteklenmiştir. Sonuçlar MTT, TAK, TOD, Flow sitometri ve q-PCR testleri ile analiz edilmiştir.
Bulgular: Sentezlenen quantum dotlar ile biyokonjuge nano yapıların gerçekleştirilen SEM, TEM, FTIR, XRD analizleri ile doğru bir biçimde sentezlendiği belirlenmiştir. Biyokonjuge quantum dotların ilk 24 saatte ilgili ilacın biyokonjuge CdS materyalinden %25.96'sı salınmışken, biyokonjuge CoS materyalinden ilacın % 30.6'sının salındığı görülmüştür. MTT sonuçlarına göre nöroblastom ve prostat kanser hatlarında CoS içerikli uygulamaların (% 46.7, % 51.82) daha etkili olduğu, kolon kanserinde CdS quantum dotlarının (% 37.58) daha etkin olduğu anlaşılmıştır. Tüm kanser hatlarında yapılan tüm uygulamalarda antioksidan etkinlik gözlenmezken, oksidatif etkinlik bazında nöroblastom (14.4) ve kolon hücre hatlarında (13.51) CdS quantum dot içeren uygulamalarda, prostat kanserinde ise melatonin uygulamasında (8.25) kontrole kıyasla yüksek değerler belirlenmiştir. Flow sitometri testinde, prostat kanser hattında uygulamalar arasında bir değişiklik tespit edilmemişken, nöroblastom hücre hattında apoptoz oranı en yüksek melatonin (% 31.69) ile Ramelteon gruplarında (% 32.7) bulunmuştur. Real time PCR testinde nöroblastom hücre hattının MTR1A gen ekspresyonunun arttığı, RORA gen ekspresyonunun azaldığı, BAX ekspresyonunun arttığı saptanmıştır. Prostat hücre hattında ise, MTN1A gen ekspresyonun arttığı, RORA gen ekspresyonunun bazı uygulamalarda tamamen baskılandığı, BAX ekspresyonunda ise kontrole kıyasla azalma olduğu kaydedilmiştir.
Sonuç: Elde edilen sentez materyallerinin hedeflenen nano yapılar olduğu ispatlanmıştır. Tüm bulgular göz önünde bulundurulduğunda hem biyokonjuge edilmiş hem de edilmemiş nano materyallerin tüm hücre hatlarında daha etkili sonuçlar ortaya koyduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Aim: In this thesis, it was aimed to determine the role of melatonin hormone and melatonin receptor subtype agonist in cancer treatment, and to obtain quantum dots containing these agonists with low cost and low toxicity green synthesis method. In addition, it is aimed to show comparatively the effectiveness of cancer types in which melatonin receptors are effective and to develop existing treatments.
Material and method: In this study, both Cadmium Sulfide and Cobalt Sulfur quantum dots and Ramelteon bioconjugated conjugates were synthesized and characterized by green synthesis method. The effect of all QDs synthesized on colon, prostate and neuroblastoma cancer cell lines was investigated. It was applied at three different doses on cancer cell lines, and the study was supported by positive and negative controls. Results were analyzed by MTT, total antioxidant capacity (TAC), total oxidant status (TOS), Flow cytometry and q-PCR tests.
Results:  It was determined that bioconjugated nanostructures with synthesized quantum dots were synthesized correctly by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM), Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR), X-Ray Crystallography (XRD) analyzes. While 25.96% of the bioconjugated quantum dots were released from the bioconjugated CdS material of the relevant drug in the first 24 hours, it was observed that 30.6% of the drug was released from the bioconjugated CoS material. According to MTT results, it was understood that CoS-containing applications (46.7%, 51.82%) were more effective in neuroblastoma and prostate cancer lines, and CdS quantum dots (37.58%) were more effective in colon cancer. While no antioxidant activity was observed in all applications made in all cancer lines, higher values were determined on the basis of oxidative activity in neuroblastoma (14.4) and colon cell lines (13.51) in CdS quantum dot-containing applications, and in prostate cancer in melatonin application (8.25) compared to the control. In the flow cytometry test, no change was detected in the prostate cancer line between applications, while the highest rate of apoptosis in the neuroblastoma cell line was found in the melatonin (31.69%) and Ramelteon groups (32.7%). In real time PCR test, it was determined that MTR1A gene expression of neuroblastoma cell line increased, RORA gene expression decreased and BAX expression increased. In the prostate cell line, it was noted that MTN1A gene expression increased, RORA gene expression was completely suppressed in some applications, and BAX expression was decreased compared to the control.
Conclusion: It has been proven that the obtained synthesis materials are targeted nanostructures. Considering all the findings, it was determined that both bioconjugated and non-bioconjugated nanomaterials showed more effective results in all cell lines.