Protein esaslı doğal makromolekül jelatinden ilaç taşıyıcı sistem hazırlanması ve medikal uygulaması

Moleküler biyoloji, fizik, kimya ve malzeme bilimleri gibi birçok bilim dalının multidisipliner yer aldığı nanoteknoloji, ilaç ve tıp uygulamalarında çarpıcı gelişmelere fırsat sunmaktadır. Tam anlamıyla 'benzersiz olayların yeni uygulamalara olanak tanıdığı 1 ila 100 nm boyutlarında maddeyi anlama ve kontrol etme' yeteneğine sahip olan nanoteknoloji, hastalıkların teşhis ve tedavisinde giderek önem kazanmaktadır. Kanser, günümüzde tüm dünya ülkeleri için büyük sorun oluşturan hastalıkların başında yer almaktadır. Kanser tedavisinde daha etkin tanı ve tedavi yöntemleri geliştirmede nanoteknoloji önemli avantajlar sağlamaktadır. Kontrolsüz hücre bölünmesi ve diğer dokulara yayılma yeteneğine sahip olan metastatik kanserin tedavisi için kemoterapi, en sık başvurulan yöntemlerden biridir. Kanserli dokulardaki neoplastik hücrelerin sınırsız çoğalabilme yeteneklerini benzersiz bir moleküler mekanizma ile engellemesi ve mitoza etki etmesi ile taksan grubu ilaçlar, en çok araştırılan kemoterapik ajanlardandır. Taksan grubu kemoterapi ajanlarından biri olan paklitakselin (Mw:853,906 g/mol) biyobozunur ve toksik olmayan nanopartikül taşıyıcı sistem içinde hapsedilmesi, ilacı dolaşım sırasında bozulmaya karşı koruyarak vücudu ilacın toksik yan etkilerinden koruyabilir ve dolayısıyla ilacın toksisitesini düşürür, dolaşım yarı ömrünü arttırır, gelişmiş farmakokinetik profil sergilemesini sağlar. Biyopolimerik partiküller biyouyumlulukları, biyobozunurlukları, toksik olmamaları ve biyoaktif molekülleri adsorbe edebilme özellikleri ile kontrollü ilaç salım sistemlerinde araştırmacıların ilgi odağı olmuştur. Doğal polimerden biri olan jelatin, kaynaklarının çokluğu, kolay elde edilmesi, güvenli plazma ve doku profili sergilemesi ile ilaç salım sistem uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Çalışmada, iki basamaklı desolvasyon yöntemi ile jelatin nanopartiküller hazırlanmıştır. Karakterizasyon çalışmaları kapsamında hazırlanan nanopartiküllerin, yüzey morfolojisi ve partikül boyutu TEM ile belirlenmiştir. Buna göre 50 nm'den küçük, küresel, gözeneksiz katı jelatin nanopartiküller elde edilmiştir. Karakterizasyon çalışmaları sonrası paklitaksel yüklü jelatin nanopartiküller, partikül hazırlama sırasında hidrofobik ilacın, DMSO içerisinde çözülmesi ile nanopartiküllere enkapsülasyonu sağlanmıştır. Paklitaksel yüklü jelatin nanopartiküllerin enkapsülasyon etkinliği, hazırlanan nanopartiküllerin özelliklerine bağlı olarak, %100 ilaç yükleme verimliliğine sahip olduğu gözlenmiştir. İlaç yüklü partiküllerin in vitro salım profili pH: 7,4 fosfat tamponu ortamında 37 ˚C'de belirlenmiştir. Buna göre paklitaksel yüklü jelatin nanopartiküllerin ani bir salım (burst effect) olmaksızın, yaklaşık 40 güne kadar kontrollü salım profili sergilediği belirlenmiştir. Çalışmanın son aşamasında boş jelatin nanopartiküllerin, paklitaksel yüklü jelatin nanopartiküllerin ve serbest ilacın A549 (küçük hücreli olmayan akciğer kanseri hücre hattı) ve HT29 (kolon kanseri hücre hattı) hücre hatları üzerindeki sitotoksisitesi MTT testi ile karşılaştırılmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan boş jelatin nanopartiküller, A549 ve HT29 kanser hücre hatlarında sitotoksik etki göstermemiştir. Paklitaksel yüklü jelatin nanopartiküller ise, A549 ve HT29 kanser hücre hatları üzerinde 72 saat sonunda sitotoksik etkisi sırasıyla %45 ve %45,46 olduğu gözlenmiştir. Her iki hücre hattında da partiküllerden salınan ilaç, aynı etkin bir şekilde kanser hücrelerini öldürdüğü ve her ikisinde de oldukça başarılı bir oranda sitotoksik etki gösterdiği gözlenmiştir. Bu çalışma sonuçlarının kanser tedavisinde kemoterapinin meydana getirdiği toksik yan etkileri ortadan kaldıracak özellikte olduğu ve yeni ilaç salım sistemlerinin geliştirilmesine katkıda bulunacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Kanser, Paklitaksel, Kontrollü İlaç Salımı, Nanopartiküller, Biyopolimer, Jelatin