Heparin coated and 2-deoxy-D-glucose conjugated iron oxide nanoparticles for biologic applications
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: YELİZ AKPINAR
Eş Danışman: NÜLÜFER TÜLÜN GÜRAY, MÜRVET VOLKAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Nanoteknolojinin kanser tedavisi için kullanılmasına olan ilgi geçtiğimiz yıllarda giderek artmaktadır. Manyetik rezonans görüntüleme, manyetik hedefleme, ilaç taşıma ve hipertermi uygulamalarında kullanılabilme yetenekleri ile çarpıcı özelliklere sahip olan manyetik nanoparçacıkların kullanıldığı manyetik temelli sistemlerden biri olan hipertermi, kanser tedavisinde terapötik araçtır. Biyomedikal ve klinik uygulamalarda en sık kullanılan manyetik nanomalzemeler demir oksit nanoparçacıklardır. Yakın zamanda, farklı şekillerdeki (çiçek, küp, küre vb.) ve kompozisyonlardaki demir nanoparçacıkların sentezlenmesindeki gelişmeler hipertermi amaçlı kullanımları için manyetik malzemelerin ısıtma yeteneğinin optimize edilebileceğini göstermiştir. Kemoterapötik ajanların veya moleküler hedefli terapötik ajanların kullanıldığı tedavilerin yanında tümör metabolizması da göz önünde bulundurularak alternatif bir tümör karşıtı yaklaşım önerilebilir. Kanser hücrelerinin hızlı büyümesinin nedeni mitokondrilerin devre dışı kalması; buna bağlı olarak hücrelerin apoptoza gitmek istememesi ve oksijen yokluğunda da büyüyebilmesidir (glikoliz). Bir pirüvat dehidrokinaz inhibitörü olan dikloroasetat (DKA) bu süreci, apoptozu da kapsayacak şekilde, tersine çevirir, proliferasyonu azaltır ve tümör büyümesini engeller. Ancak tümör büyümesini engelleyecek tedavi için oldukça yüksek dozda DKA kullanımı gerekmektedir. Bu durumda farmakolojik olarak uygun dozda DCA'yı tümör bölgesine taşıyabilecek ve hücresel alım etkinliğini artıracak manyetik nanoparçacıkların hazırlanması daha etkili bir tedavi seçeneği olarak görünmektedir. Bu çalışmada, hipertermide kullanılmak üzere yüksek ısıtma yeteneğine sahip çiçek küp ve küre şeklinde süperparamanyetik demir oksit nanoparçacıklar hazırladı. Hazırlanan manyetik nanoparçacıkların hipertermi verimleri incelemek üzere parçacıklara değişken manyetik alan uygulayan cihaz tasarlandı. Hipertermi ölçümlerine küre şekilli demir oksit parçacıklar ile başlandı. Küre şekilli nanoparçacıkların yüzeyleri doğal bir polimer olan heparin ile modifiye edilerek DKA'nın bu heparin tabakasının içinde tutturularak taşınması sağlandı. Son olarak, parçacıkların hücre zarında bulunan glikoz taşıyıcılarından hücre içine geçebilmesi için nanoparçacıklar 2-deoksi-D-glikoz (2-DG) ile işaretlendi. DKA ve hiperteriminin yanı sıra heparin ve 2-DG de apoptoz sürecinde rol oynamaktadır. Buna göre, bu yeni nanoparçacıkların taşıdıkları yükleri doğrudan kanser hücresine ulaştırmaları ve apaptoz yoluyla hücre ölümüne neden olmaları beklenmektedir. Bu çalışmada, kanserli karaciğer hücre dizisi (HepG2) kullanılarak nanoparçacıkların bağlanması ve hücre içine alınması, sitotoksisitesi ve apoptotik etkileri incelenmiştir. Demir oksit nanoparçacıklarının MRI ölçümlerinde kontrast ajanı olarak kullanıldığı bilinmektedir. Dolayısı ile hazırlanan nanoparçacıklar, tıbbi tedavinin sonuçlarının manyatik rezonans görüntüleme (MRI) sistemi ile takip edilmesine de olanak sağlayacaktır.