Synthesis, Characterization and Anti-cancer Drug Loading on Magnetic Nanocomposites and Investigatıon of Cytotoxicides as Chemotherapy Agents

Abstract

Günümüzde kanser kemoterapisinin en önemli sorunlarından biri, kullanılan anti-kanser ilaçlarının kanserli hücreyi ayırt edici özelliğe sahip olmamaları ve yan etki olarak sağlıklı hücrelerin üzerinde de toksik etki göstermeleridir. Bu problemlere çözüm bulmak amacı ile kontrollü ilaç salım sistemleri üzerine yapılan çalışmalar artmıştır. Nanoboyuttaki kontrollü ilaç taşıma sistemleri tümör hedeflenmesine olanak sağlamıştır. Nanotaşıyıcılar arasından, biyouyumlu polimer kaplı süperparamanyetik nanoparçacıklar dışardan uygulanan manyetik alan ile istenilen bölgeye hedeflenebilme özelliklerine sahiptirler. Bu sayede ilaç hedeflenen bölgeye güvenli bir şekilde taşınabilmektedir. Bu çalışmanın amacı; sözü edilen terapötik ajanları taşımaya elverişli, biyomedikal uygulamalarda kullanılmak üzere uygun boyutta, şekilde, manyetik ve kimyasal özelliklere sahip, manyetik hedeflendirme yapılabilen, ilaç yükleme verimi yüksek, karboksil grupları ile dallanmış polimerik materyallerin sentezlenmesi, karakterize edilmesi, ilaç yükleme ve salınım çalışmalarında kullanılması amaçlanmıştır. Ayrıca Topotekan yüklü dallanmış manyetik malzemeler, insan prostat kanser hücresi (Du145) ve insan sağlıklı prostat hücresi (PNT1A) hattına uygulanarak sitotoksisite özelliklerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Biyouyumlu ve biyobozunur polimer olarak Kitosan ve Dekstran kullanılmıştır. Ayrıca bu polimerlerin farklı türevleri sentezlenip, FTIR, TEM, SEM, EDX, DLS, XPS ve VSM ile karakterizasyonları yapılmıştır. Topotekan anti-kanser ilacının, hazırlanıp karakterize edilmiş altı farklı nanokompozite (MD1, MD2, MD3, MC1, MC2 ve MC3) yükleme koşulları ve ilaç yükleme verimi çalışılmıştır. Buna göre pH 5 bu çalışma için optimum değer olup, ilaç yükleme verimi % 32.2 ile % 54.6 arası çalışılan nanokompozite göre değişiklik göstermiştir. İlaç yüklü nanokompozitler ile salınım çalışmaları yapılmıştır. Her bir nanokompozit için dört farklı pH değerinde salınım çalışılmıştır. En iyi salınımın kanserli bölge pH’ında elde edildiği görülmüştür. Ayrıca ilaç yüklü nanokompozitlerin Du145 ve PNT1A hücre hatları üzerinde sitotoksisite etkileri araştırılmış olup, sonuçlar istatistiksel olarak anlamlı bulunmuştur. VII Özellikle ilaç yüklü TMC1 nanokompoziti ile yapılan sitotoksisite çalışmasında kanserli hücre canlılığını % 14’e kadar düşürmüş olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar, biyouyumlu ve biyobozunur manyetik nanokompozitlerin istenilen boyutta ve süperparamanyetik özellikte oldukları ve sağlıklı hücreler üzerinde özellikle düşük konsantrasyonlarda toksik etkilerinin olmadığı, kanser hücreleri üzerinde ise özellikle ilaç yüklü nanokompozitlerin ciddi anlamda toksik etki gösterdiği ve kanserli hücre ölümlerine yol açtığı görülmüştür. Ayrıca sonuçlar istatistiksel verilerle kanıtlanmıştır. Bu özellikleri ile sentezlenmiş olan polimer kaplı süperparamanyetik nanokompozitlerin ilaç hedefleme çalışmalarında kullanılabilecekleri gösterilmiş olup, ileride yapılacak olan bu tür çalışmalara katkı sağlayacağı umulmaktadır.