Seçici fototeranostik ajan olarak aktifleştirilebilir klorlu hemisiyanin

Kanser teranostik yöntemi, çok adımlı tedavileri ortadan kaldırmak için değerli bir metodoloji sağlar ve kanser tedavisindeki gecikmeleri azaltır. Bu yöntem, ansiklopedik in vitro tanıların, in vivo moleküler görselleştirmelerin ve çeşitli kanser türlerinin vaka temelli tedavilerinin entegrasyonuna ilişkin ilgili klinik rehberliği değerlendirir. Eş zamanlı görüntülenme ve fotoaktivasyon gücüne sahib oldukları için, ışıkla tetiklenen terapötik ajanlar, terapötik ajanlar arasında büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, fototeranostikler, karmaşık ve uzun süreli tedaviye neden olabileceği ve hastalar için gereksiz yan etkileri ve sistemik toksisiteyi artırdığı için hala karmaşık çeşitli engellerle karşı karşıya olmaktalar. Sistein (Cys), normal fizyolojik koşullar altında düşük bir konsantrasyonda insan vücudunda de novo biyosentezlenebilen yarı-esansiyel amino asitlerden biridir. Kanser hücreleri, yoğunlaştırılmış metabolik hız, artmış oksidatif basınç ve sonuç olarak, redoks homeostazının sürdürülmesi açısından antioksidan savunmaya güvenme ile oldukça proliferatif olarak karakterize edilir. Öte yandan, kanser hücrelerinin antioksidan savunmasında önemli rol oynayan glutatyon (GSH), homosistein (Hcy) ve Cys gibi amino asitlerin, reaktif oksijen türlerinin (ROS) artan üretimin üstesinden gelmede ve kanser hücrelerinin hayatta kalmasında rol oynadıkları için, yüksek seviyelerde olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, kanser hücrelerinin fizyolojik aktiviteleri hakkındaki bu bilgi göz önüne alındığında, son zamanlarda kanser hücrelerini, yüksek biyo-tiyol seviyeleri, özellikle de Cys açısından normal hücrelerden ayırabilen ve seçici olarak öldürebilen aktif hedefleme ajanlarının tasarlanması konusunda artan bir ilgi vardır. Ayarlanabilir absorpsiyon ve emisyon dalga boylarına sahip siyanin boyaları ailesi içinde, hemisiyanin (Hem) adı verilen suda çözünür trikarbosiyanin boyası geniş çapta araştırılmıştır. Hem, ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) onaylı tek floresan boya olan indosiyanin yeşili (ICG) bazlı bir boyadır ve fotofiziksel özelliklerini iyileştirmek için birçok inceleme yapılmıştır. Bu tezde, aşırı Cys salgılayan kanser hücrelerinde klorlanmış hemisiyanini (Cl-Hem) üreterek, kızıl ötesine yakın floresanı (NIRF) ve fototermal etkisini Cys varlığında özel olarak etkinleştiren Hem bazlı (Cl-Cys) fototerapi (PTT) ajanı sentezledik ve araştırdık. Cl-Cys, yapının fenol grubu üzerinde akrilat grubu (Cys için yanıt bölgesi) kullanıldı ve koruma, oksijen atomunun elektron verme kabiliyetini azalttı. Cys ile inkübasyondan sonra, kafeslenmemiş Cl-Cys, fizyolojik pH 7.2-7.4'te fenolat olarak muhafaza etme yeteneği ile Cl-Hem (pKa = 6.4) olarak ortaya çıktı. Etkinleştirildikten sonra Cl-Hem, absorpsiyon sinyalinde daha iyi görselleştirmeye yardımcı olan önemli bir kırmızı kayma (570 nm'den 695 nm'ye) sergiledi. Tasarlanan ajan, emisyon yoğunluğunda büyük artış (770 kat) ve solüsyon içerisinde yaklaşık 20 °C sıcaklık artışı olarak tespit edilen termal yanıt potansiyeli dahil olmak üzere görüntüleme için umut verici fotofiziksel özellikler sergiliyor. Cl-Cys'in hücrelerde Cys'e karşı duyarlılığını test etmek için, Cys aşırı eksprese edilmiş HeLa ve A549 kanser hücreleri ve kontrol olarak kullanılan sağlıklı hücreler (L929) üzerinde floresans görüntüleme gerçekleştirildi ve güçlü NIR floresan sinyallerinin yanı sıra termal ölüm tespit edildi. Bu tez kapsamında, Cys ile aktive olan, eşzamanda teşhis sinyalini ve terapötik etkisini etkinleştiren bir fototeranostik ajan araştırılmıştır. Cl-Cys, yalnızca bir Cys ile etkinleştirilebilir PTT ajanının ilk örneğini olmakla kalmaz, aynı zamanda bir klorlu hemisiyaninin türevinin PTT ajan çekirdeği olarak kullanılabileceğini gösteren ilk çalışmayı da sunar.