Koenzim Q10 nefropatisinde koenzim Q10 içerikli nanoterapötiklerin tedavi etkinliğinin araştırılması ve in vitro modelde mitokondriyal fonksiyonlarının karşılaştırılması

KoenzimQ10 (CoQ10) biyosentezinde rol alan genlerdeki mutasyonlardan kaynaklanan CoQ10 eksikliği başta böbrekler olmak üzere birçok sistemi etkilemektedir. Bunlardan COQ8B mutasyonları, adölesan yaş grubunda ortaya çıkan kronik böbrek yetmezliğinin önemli bir nedeni olarak tanımlanmıştır. COQ8B mutasyonu olan hastalar proteinüri evresinde iken teşhis edilip ekzojen oral CoQ10 tedavisine başlandığında proteinürinin azaldığı ve böbrek fonksiyonlarının korunabildiği ortaya konmuştur. Ancak CoQ10, yüksek molekül ağırlığı ve lipofilik özelliği nedeniyle biyoyararlanımı düşük ve doku dağılımı yüksek bir moleküldür. CoQ10'un mitokondrideki lokal konsantrasyonunun artırılması daha etkin bir tedavi sağlama ve bu hastalarda böbrek yetmezliğini tamamen önleyebilme potansiyeline sahiptir. Bu tez kapsamında, CoQ10 eksikliğine neden olan mutasyonlara ikincil gelişen CoQ10 nefropatisinin önlenmesi/iyileştirilmesi için mitokondrilere hedeflendirilmiş CoQ10 içerikli poli (laktid-ko-glikolik asit)-blok-poli (etilen glikol)-(5-karboksipentil) trifenil fosfonyum bromür nanopartiküller (CoQ10-TPP-NP) geliştirilmiştir. Geliştirilen bu NP'ler boyut, yüzey yükü, partikül dağılımı, ilaç enkapsülasyon etkinliği ve morfolojik özellikleri bakımından karakterize edilmiştir. CoQ10-TPP-NP'ler yaklaşık 150 nm boyut ve +20 mV yüzey yükü ile aktif hedeflendirme için uygun özelliklere sahiptir. Bu NP'lerin ilaç yükleme etkinliği yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) yöntemi ile belirlenmiş ve yaklaşık %40 oranında CoQ10 enkapsülasyon etkinliğine sahip olduğu bulunmuştur. İn vitro ortamda insan böbrek proksimal tübül epitel hücre hattına (HK-2) uygulanan bu NP'lerin (NP11) hücreler üzerinde toksik etkisinin olmadığı XTT deneyi ile gösterilmiştir. HK-2 hücrelerinde siRNA aracılığı ile COQ8B geni susturularak (COQ8B-/- hücre hatları) in vitro hastalık modeli oluşturulmuş, bunun için farklı doz ve sürelerde siRNA uygulaması yapılmıştır. Gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyon (PCR) deneyleri ile en etkili gen inhibisyonu 100 nM siRNA ile 48 saat sürenin sonunda elde edilmiş ve Western Blot analizleri ile bu sonuç doğrulanmıştır. Formüle edilen NP'lerin COQ8B-/- hücreleri üzerindeki etkinliği metabolomik analizler yapılarak mitokondri fonksiyonları üzerinden değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgulara göre, siRNA uygulanan hücre grubuna uygulanan CoQ10-TPP-NP'nin trikarboksilik asit (TCA) döngüsü hızını artırmada serbest CoQ10'a kıyasla daha etkili olduğu saptanmıştır. Anahtar Kelimeler: KoenzimQ10, COQ8B, polimerik nanopartikül, mitokondri, aktif hedefleme, metabolomiks