Çinko ftalosiyanin türevi fotoduyarlaştırıcının fotodinamik terapi yöntemi ile kolon kanseri hücreleri üzerindeki etkinliğinin belirlenmesi
Determination of the effect of zinc phthalocyanine derivate photosensitizer on colon cancer cells by photodynamic therapy
Yazar: CANSU ADKUVAYÇİN
Danışman: DOÇ. DR. EMRE GÜZEL
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Onkoloji = Oncology ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Antikanser = Anticancer ; Fotodinamik tedavi = Photodynamic therapy ; Ftalosiyaninler = Phthalocyanines ; Sübstitüe ftalosiyaninler = Substituted phtalocyanines

Özet:
Kolon kanseri dünya genelinde yaygın olarak gözlenen bir kanser türüdür. Sanayileşen dünya düzeniyle birlikte günden güne kolon kanseri vakaları artış göstermektedir. Bireylerin beslenme şekilleri, egzersiz düzenleri, sigara-alkol tüketme alışkanlıkları, ailesel kolon kanseri öyküleri hastalık risk faktörleri arasında değerlendirilmektedir. Semptomlarının çok geç fark edilmesi ya da hiç fark edilmemesi sebebiyle ilerleyen evrelerde ancak tespit edilebilen kolon kanseri için tedavi amacıyla kemoterapi, radyoterapi gibi tedavi yaklaşımları uygulanmaktadır. Ancak bu uygulamaların sınırlayıcı yönleri olmakla birlikte tedavi süreci ve sonrasında zararlı yanıtlar ortaya çıkabilmektedir. Bu sonuçlar doğrultusunda yeni tedavi yaklaşımları değerlendirilmesi ile fotodinamik terapi (FDT) yöntemi bir alternatif olarak öne çıkmıştır. FDT'de üç ana bileşen dikkat çekmektedir: Işık, ışığa duyarlı ajan ve oksijen. Bu tedavi yöntemi ışığa duyarlı bir maddenin sistemik, lokal ya da topikal olarak uygulanması ve ışığa duyarlı maddenin bir ışık kaynağı yardımıyla uygun dalga boyu ile uyarılması suretiyle singlet oksijen üretmesi ve hücre ölüm mekanizmalarını başlatması prensibine dayanmaktadır. Yüksek ROS seviyeleri hücre için toksisiteye neden olurken kanser hücresi ölümünü gerçekleştirebilir.
Bu tez çalışmasında HT-29 ve WI-38 hücre hatları üzerinde, ilk defa sentezlenen çinko ftalosiyanin türevi fotoduyarlaştırıcının FDT yöntemiyle sitotoksik etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. HT-29 ve WI-38 hücrelerine farklı konsantrasyonlarda (1-150 µM) fotoduyarlaştırıcı uygulanmasının ardından 24 saat inkübatörde inkübe edilmiştir. İnkübasyon sonrasında yapılan sitotoksisite değerlendirmeleri için CCK-8 testi kullanılmıştır. İnkübasyon süresi (24 saat) sonrasında sitotoksisite değerlendirmelerine göre uygulanan fotoduyarlaştırıcı maddenin HT-29 için toksik etki gösterip WI-38 hücrelerinde toksik etki göstermediği tespit edilmiştir. HT-29 hücre hattı için etkin konsantrasyon değeri 8 µM tespit edilmiştir.
Çinko ftalosiyanin türevi fotoduyarlaştırıcının bulunan etkin konsantrasyonu FDT aşamaları için yeni ekilen hücrelere uygulanmış ve inkübasyonu sonrasında hücrelere 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2 güç yoğunluklarında LED ışıtma yapılmıştır. Işıtma sonrasında hücreler 24 saat inkübatörde inkübe edilmiştir. Çinko ftalosiyanin türevi fotoduyarlaştırıcı uygulanan HT-29 hücrelerinde 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2 güç yoğunluklu LED ışıtma sonrası 24 saatte canlılık oranlarının istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde azaldığı ve WI-38 hücrelerinde toksik etki göstermediği belirlenmiştir. Bu sonuçlar tez kapsamında kullanılan çinko ftalosiyaninin FDT için potansiyel bir fotoduyarlaştırıcı ajan olarak kabul edilebileceğini göstermektedir.
Anahtar Kelimeler: Kolon kanseri, Ftalosiyanin, Fotoduyarlaştırıcı, Fotodinamik terapi.

Abstract:
Colon cancer is a common type of cancer worldwide. With the industrializing world order, colon cancer cases are increasing day by day. Individuals' diet, exercise patterns, habits such as smoking and alcohol consumption, and familial history of colon cancer are considered as risk factors for the disease. Due to the fact that its symptoms are not easily recognizable, or sometimes not recognizable at all, treatment approaches such as chemotherapy and radiotherapy are applied for the treatment of colon cancer, which can only be detected in advanced stages. However, these practices present certain limitations to individuals and may lead to harmful responses (or outcomes) during and after the treatment process. In line with these harmful outcomes in patient health, In line with these results, photodynamic therapy (PDT) method has come to the fore as an alternative with the evaluation of new treatment approaches. PDT has three components: light, photosensitizer and oxygen. This treatment method is based on the principle that a photosensitizing agent is administered to the patient systemically, locally or topically where, the photosensitizing agent is irradiated with the appropriate wavelength with the help of a light source to produce singlet oxygen and initiate cell death mechanisms. High ROS levels can cause cell toxicity and cause cancer cell death. In colon cancer cells, ROS production is higher than in normal cells.
In this thesis, it is aimed to investigate the cytotoxic effect of the synthesized zinc phthalocyanine fort he first time derivative photosensitizer on HT-29 and WI-38 cell lines by PDT method. HT-29 and WI-38 cells were treated with different concentrations (1-150 µM) of photosensitizer and incubated in an incubator for 24 hours. CCK-8 assay was used for cytotoxicity evaluations after incubation. According to cytotoxicity evaluations after the incubation period (24 hours), it was determined that the photosensitizer applied was toxic to HT-29 but not to WI-38 cells. The effective concentration value 8 µM was determined for HT-29 cell line.
The effective concentration of the zinc phthalocyanine derivative photosensitizer was applied to the newly planted cells for the PDT stages, and after incubation, the cells were irradiated with LEDs at power densities of 1, 3, 5, 8, 10, 12 J/cm2. After irradiation, cells were incubated in the incubator for 24 hours. The HT-29 cells that were treated with 8 µM zinc phthalocynanide based photosensitizer were exposed to different densities of LED irradiation at 1,3,5,8,10,12 J/cm2. Upon 24 hours of incubation, the viability of the cells were statistically observed to drastically decrease and there was no sign for cytotoxicity on WI-38 cells. These results show that the zinc phthalocyanine used in the thesis can be considered as a potential photosensitizing agent for PDT.
Keywords: Colon cancer, Phthalocyanine, Photosensitizer, Photodynamic therapy