Peptit-18 ile konjuge edilmiş ve meme kanseri için hedeflenmiş petox-dope lipozom yapısının sentezi ve karakterizasyonu

Polioksazolinler, yüksek biyouyumluluk özellikleriyle polietilen glikole (PEG) alternatif olarak birçok biyolojik ve tıbbi uygulamasında sıkça kullanılmakta ve aynı zamanda bu tarz uygulamalardaki kullanımlarının anlaşılması ve geliştirilmesine ilişkin de birçok araştırma çalışmasında incelenmeye devam eden önemli polimerlerdir. Bu biyouyumluluk polimerlerin kullanım alanlarına göre çok yönlülüğünü ve tercih edilmesinin artmasını sağlar. Hedeflenmiş ilaç taşıyıcı sistemler bu kullanım alanlarından biridir. Polioksazolin polimerleriniistenilen ve kullanılacak uygulamaya uygun molekül uzunluğunda ve istenilen fonksiyonel uçlar kazandırılarak sentezlemek mümkündür. Bu durum polioksazolinlerin kullanım koşularını genişletmesinde ayrıca etkilidir. Polioksazolin ailesinden poli(2-etil-2-oksazolin), sudaki yüksek çözünülürlüğü, düşük toksisitesi ve elverişli reaksiyon koşulları göz önüne alındığında, ayrıca PEG'ye benzerliği nedeniyle de ilaç, gen veya protein taşıyıcısı oluşturulan sistemlerdeki çalışmalarda çokça tercih edilir. Poli(2-etil-2-oksazoli) nin çok yönlü kullanımı, tıbbi araştırmalar ve tedavilerdeki polimerlerin artan biyolojik ihtiyaçlarına karşı her geçen gün artmaktadır. Lipozomlar, hücre zarından geçebilen ve temel olarak fosfolipitlerden oluşmuş mikroskobik kürelerdir. Lipozomlar hem hidrofilik hem de hidrofobik bölgeleri olması nedeni ile aynı anda yağda ve suda eriyen molekülleri taşıyabilme özelliğine sahiptirler. Bu veziküller, yapısal özelliklerinden dolayı ilaç, gen veya protein taşıma araçları olarak kullanılmaktadırlar. Lipozom yüzeylerinin kullanılan materyallere bağlı olarak farklı özellikteki molekülleri taşıyabilecek şekilde hazırlanabilmesi, lipozomların farklı doku ve hücrelere etki etmelerini özelliğini sağlamıştır. Lipozomların taşıyıcılıkları, küre yapısının içine ilaç enkaplülasyonu ile gerçekleşmektedir. Özel biyolojik ajanlarla hedeflenen lipozomlar hedef bölgede ilaç salınımını gerçekleştirmesi ortamın ve lipozomun pH değeri ve sıcaklık gibi parametrelerden etkilenmektedir. Meme kanseri dünyada kadınlarını etkileyen en yaygın kanserlerden biridir. Meme kanseri katı tümörlerle ortaya çıkmaktadır, bu katı tümörlerin anlaşılması ve önleme tedavisinde zorluklar doğurmuştur. Bir nano taşıyıcı kullanarak hastalığın hassas bölgesine ilaçların kontrollü salınması, ilaçların terapötik etkinliğini arttırır. Bir hastalığın klinik iyileşmesini onaylayan nanoteknoloji temelli yaklaşımlar, zararlı hücrelerin mikro ortamlarıyla etkileşimini anlamaya yardımcı olur. Lipozoma dayalı ilaç dağıtım sistemleri, hem tümör hücrelerindeki ilaç konsantrasyonunun arttırılması, hem de normal geçirgenlik etkisi fenomeninden etkilenmeyen normal dokulardaki maruziyeti azaltarak ve hedefleme stratejilerini kullanarak anti-kanser ajanlarının terapötik indeksini arttırma potansiyeli sunar. Bu tez çalışmasında meme kanserine karşı hedeflenmiş taşıyıcı sistem dizyn edilmiş ve bu sistem lipozom yapısı ile sağlanmıştır. Lipozom yapısındaki hidrofilik ve lipofiilik kısımlar, kimyasal reaksiyonlarla uygun fonksiyonel uçlardan birbirine bağlanmıştır. Tezin deneysel kısımlarında detaylı olarak açıklandığı şekliyle, hidrofilik kısım olarak Poli(2-etil-2-oksazolin) ve lipofilik kısım olarak da 1,2-Dioleoil-sn-glisero-3-fosfoetanolamin (DOPE) içeren bir ilaç taşıyıcı sistem olarak yapı lipozom yapısının incelenmesi çalışılmıştır. Biyouyumluluğu yüksek olan poli(2-etil-2-oksazolin polimerini DOPE ile konjügasyonu gerekli modifikasyonlar yapıldıktan sonra sağlanmıştır. Bu çalışmada lipid yapısı olarak DOPE'nin seçilmesinin sebebi, oluşturduğu liposomal yapılarda göstermiş olduğu yüksek stabilliktir ve literatür araştırmaları poli(2-etil-2-oksazolin) in DOPE ile konjügasyonunda izlenen reaksiyon aşamalarının yüksek verimlilikte gerçekleştiğini göstermiştir. Poli(2-etil-2-oksazolin) polimerinin sentezi katyonik halka açma polimerizasyon tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, bu polimerin sentezlenmesi aşamasında kullanılan başlatıcı istenilen fonksiyonel ucun polimere kazandırılması açısından dizayn edilerek farklı kimyasal tepkimeler gerçekleştirilerek elde edilmiştir. Başlatıcı sentez mekanizmasında, maleik anhidrit ve furan, furan korumalı maleimidin üretilmesi için toluen içerisinde Diels-Alder reaksiyonu gerçekleştirildi. Bundan sonra, etanolamin ilave edilmiş ve ürün mesil klorür kullanılarak mesilasyon reaksiyonunu tamamlanmıştır. Başlatıcının karakterizasyonu FTIR ve NMR metotları kullanılarakanaliz edilmiş ve sonuçların detayları yorumlanmıştır. Polimere maleimit fonksiyonu kazandıracak şekilde dizayn edilip sentezlenen başlatıcı kullanılarak yapılan polimerizasyon sonucunda Poli(2-etil-2-oksazolin) lipozom yapısı oluşturulmasında gerekli uzunlukta ve molekül ağırlığındadır, ayrıca polimerizasyonun sonlandırılması sodyum azit tuzu ile gerçekleştirilmiştir. Polimerin fonksiyonel grup içeriği ve sonlanması gibi yapısal analizleri GPC, FTIR ve NMR analiz metotları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. 2-etil-2-oksazolinin polimerizasyon reaksiyonu uygun başlatıcı miktarı, sıcaklık ve asetonitril çözücüsü varlığında ayrıca vakum-argon sistemi kullanılarak inert olacak şekilde oluşturulan reaksiyon koşulları altında başarıyla elde edilmiştir. Katyonik halka açılma polimerizasyon tekniği çok hassas ve ortam koşullarına duyarlı bir polimerizasyon tekniği olduğundan, tüm deneysel aşamalardan önce kullanılan reaksiyon tüpleri ve cam malzemeler ısı tabancası kullanılarak yüksek ısı ile nem ve kontaminasyon oluşmaması adına ısıtılmıştır. Poli(2-etil-2-oksazolin) polimeri sentezlendikten sonra iki gün süre ile vakumlu etüvde kurutulmuştur. Tüm kimyasallar distillenerek ve argon ortamında saklayarak kullanılmıştır. Elde edilen poli(2-etil-2-oksazolin) polimeri maleimit fonksiyonel uçlu olmasının yanısıra, polimerizasyonun sonlandırma aşamasında sodyum azit tuzu kullanımıyla sağlanan azit fonksiyonel ucuna da sahip olmuştur. Maleimit ucundan hedefleme mekanizması gerçekleştirilirken, azit ucunun sağlanmasındaki amaç; DOPE bağlanabilmesidir. Bu amaç için polimerin azit fonksiyonel ucundan, bakır sülfat ve sodyum askorbat varlığında, 4-Pentinoik asit ile klik reaksiyonu yapılmıştır. Bu klik reaksiyonu sonrasında polimerin azit fonksiyonel ucu karboksilik asit fonksiyonlu olmuştur. Poli (2-etil-2-oksazolin) bu modifikasyondan sonra, reaksiyon ortamında 2- (7-Aza-1H-benzotriazol-1-il)-1,1,3,3-tetrametilüronyum heksaflorofosfat (HATU) ve trietilamin varlığında amidifikasyon reaksiyonu yoluyla DOPE ile konjügasyon sağlanmıştır. Tüm bu ürünlerin karakterizasyon çalışmaları bildirilmiş ve listelenmiştir, hepsi FTIR ve NMR spektrumlarından gelen sonuçlarla kanıtlanmıştır. Taşıyıcı sistemlerin hedeflenmesi, hedeflenmek istenilen organa ait spesifik peptit yada protein yapısının bu sisteme bağlanması ve bu şekilde hedefe taşınmasıyla esasına dayanmaktadır. Poli(2-etil-2-oksazolin) ve DOPE konjuge edildikten sonra lipozom yapısının hedeflenmesi amacıyla, polimerin maleimit fonksiyonlu ucundan Michael katılması reaksiyonu kullanılarak uygun şartlar altında Peptit-18 yapıya bağlanmıştır. Böylece lipozom yapısının meme kanserine karşı hedeflenmesi sağlanmıştır. Hedeflenen lipozomun taşınıp taşınmamasını ve kanserli hücreye ulatıktan sonra liposozom küresine enkapsüle edilen ilacın salınımının yapılıp yapılmadığının izlenmesi içinse yine Michael katılma reaksiyonu mekanizması kullanılarak polimerin maleimit ucuna boya bağlanmasıyla sağlanmıştır. Burada kullanılan boya 7-merkapto-4-metilkoumarindir ve UV ışığı altında izlenen taşıyıcı sistem boyanın varlığı ile takip edilmiştir. Bu çalışmaları karakterize etmek için UV-Vis spektrometresi, FTIR ve NMR analizi kullanılmış ve sonuçlar, araştırmanın amacının gerçekleştirildiğini göstermiştir. İlaç enkapsüle edilmiş lipozom yapısı kanserli hücrelere ulaşıp ulaşmadığının kontrolü olarak yapılan çalışmada koumarin boyası ile konjüge edilmiş PEtOx-DOPE yapısı, Peptit-18 ile konjüge edilmiş PEtOx-DOPE yapısı ile uygun oranda karıştırılıp nano boyutta parçacıklar haline getirilip hayvan deneyleri yapılması ve etkilerin izlenmesi amacıyla projenin devamını çalışacak olan gruba gönderilmiştir. Bu çalısma TÜBİTAK tarafından 213M725 numaralı, "Prostat ve Meme Kanseri Teşhis ve Tedavisinde Kullanılacak Poli (2-etil-2-oksazolin) (PEtOx) Esaslı Çok İşlevsel Taşıyıcı Sistemlerin Geliştirilmesi" isimli proje ile desteklenmiştir.