Hedeflenebilir Oleandrin Taşıyıcısı Siklodekstrin Temelli Nanoyapıların Sentezi ve Sitotoksik Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Kemoterapötik ilaçların yan etkilerini önlemek ve pankreas kanseri tedavi etkinliğini arttırmak için hedefe yönelik ilaç dağıtım stratejileri büyük önem kazanmıştır. Nerium oleander (Zakkum) ekstreleri, tümör hücrelerine karşı sitotoksik aktivite gösteren oleandrin içermektedir. Bu molekül yüksek sitotoksisiteye sahip olmasına rağmen terapötik indeksinin düşük olması ve istenmeyen dokularda birikmesi nedeniyle hedefe yönelik ilaç taşıyıcı formülasyonlarının geliştirilmesi gereklidir. Bu tez, oleandrinin biyoyararlanımını artırmak ve sağlıklı hücrelere yönelik sitotoksisitesini azaltmak için siklodekstrinin konukçu-konuk etkileşimi ile azobenzenin foto-izomerizasyon yeteneğini birleştiren, 200-400 nm aralığında hidrodinamik çapa sahip, UV ışığına duyarlı, anti-EGFR ve anti-CA19-9 konjuge akıllı nanokapsül geliştirmeyi amaçlamıştır. Elde edilen siklodekstrin bazlı nanokapsüller (CD-NK'ler) FT-IR spektroskopisi, SEM ve TEM mikroskopisi ve Zeta Sizer ile karakterize edilmiştir. Sitotoksik aktiviteler, pankreas kanseri (PANC-1, MIA PaCa-2) ve sağlıklı hücre hatları (HEK-293, MRC-5 ve HUVEC) üzerinde MTT analizi ile belirlenmiştir. Ole CD-NK için IC50 değeri tüm hücre gruplarında en az 4 kat artarken, sağlıklı hücrelerde bu oranın kanser hücrelerine göre arttığı gözlenmiştir. Her iki pankreas kanseri hücresi de antikorla konjuge Ole CD-NK'ler uygulandığında, IC50 değerlerinde azalma gözlemlenmiştir. 2D in vitro hücre kültürü çalışmalarının ardından mikroakışkan çip ve sferoid kültür üzerinde 3D hücre kültüründe sitotoksisite çalışmaları, 0,5 µg/ml anti-EGFR Ole CD-NK uygulamasının pankreas kanseri hücrelerinin canlılığında önemli azalmaya neden olduğunu göstermiştir. Sentezlenen Ole CD-NK nanoformülasyonlarının zebra balığı embriyosu ve larva toksisitesi de öncül in vivo çalışmalar olarak gerçekleştirilmiştir.Targeted drug delivery strategies have become essential to prevent the side effects of chemotherapeutic drugs and increase pancreatic cancer treatment efficiency. Nerium oleander (Oleander) extracts contain oleandrin, which showed cytotoxic activity against tumor cells. As this molecule has high cytotoxicity, low therapeutic index, and accumulation in undesired tissues, developing targeted drug carrier formulations is necessary. This thesis aimed to develop UV light-sensitive, anti-EGFR, and anti-CA19-9 conjugated smart nanocapsules with a hydrodynamic diameter in the range of 200-400 nm, which combined the host-guest interaction of cyclodextrin and the photo-isomerization ability of azobenzene to increase the bioavailability of oleandrin and reduce its cytotoxicity to healthy cells. The obtained cyclodextrin-based nanocapsules (CD-NKs) were characterized using FT-IR spectroscopy, SEM, TEM microscopy techniques, and Zeta Sizer. Cytotoxic activities were determined by MTT analysis on pancreatic cancer cell lines (PANC-1, MIA PaCa-2) and healthy cell lines (HEK-293, MRC-5, and HUVEC). For Ole CD-NK, IC50 values increased by at least 4 times in all cell groups, while it was observed that this rate increased in healthy cells compared to cancer cells. When both pancreatic cancer cells were treated with antibody-conjugated Ole CD NKs, a decrease in IC50 values was observed. Studies on cytotoxicity in 3D cell culture on microfluidic chip and spheroid culture following the 2D in vitro cell culture showed that 0.5 µg/ml anti-EGFR Ole CD-NK treatment caused a decrease in viability of pancreatic cancer cells. The zebrafish embryo and larva toxicity of synthesized Ole CD-NK nanoformulations was also evaluated as a preliminary in vivo study.