Çok İşlevli Kemo-Fototermal Sinerjik Etkili Lipozomların Tasarımla Kalite (QbD) Yaklasımı ve Yapay Zekâ Yardımıyla Gelistirilmesi, Iki ve Üç Boyutlu Hücre Kültürü Modelleri ile In Vitro Kemoterapötik Etkinliginin Incelenmesi


Şengel Türk C. T., Amasya Çelikten G. (Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 2023 - 2025

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Başlama Tarihi: Aralık 2023
  • Bitiş Tarihi: Aralık 2025

Proje Özeti

Güncel raporlara göre dünyada yaklaşık her 6 ölümden biri, ülkemizde ise her 5 ölümden birinin çeşitli kanser türleri nedeniyle olduğu bilinmektedir. Cinsiyete bağlı olarak kanser istatistikleri değerlendirildiğinde ise prostat kanserinin erkekler arasında ilk sıralarda yer aldığı görülmektedir. Metastatik kastrasyon dirençli prostat kanseri prostat kanserinin ileri bir formudur ve hastalarının %10-20'sinde 5 yıl içinde gelişmektedir. Ancak, metastatik kastrasyon dirençli prostat kanseri hastalarında tedavi yanıtı ve dolayısıyla sağ kalım oranının düşük olması ve gelişen ilaç direnci tedavi başarısını sınırlamaktadır. Bu nedenle hastalarının yaşam kalitesinin ve sağ kalım oranının arttırılması için yenilikçi tedavi seçeneklerinin belirlenmesi önemlidir. Prostat kanseri ve metastatik kastrasyon dirençli prostat kanseri günümüzde sistemik kemoterapi yolu ile tedavi edilmektedir. Sistemik kemoterapide kemoterapötik ajanların oral ya da parenteral yol kullanılarak geleneksel taşıyıcı sistemler aracılığı ile hastaya uygulanması sözkonusudur. Fakat bu klasik yaklaşımda karşılaşılan en büyük problem etkin maddenin kanserli dokuya erişiminin yeterli olmayışı ve bu nedenle daha yüksek dozlarda ilaç uygulanması yolunun seçilmesidir. Buna rağmen tedavide istenilen başarıların elde edilememesi sözkonusudur ve doza bağlı olarak yan etki profilininde de artış gözlenebilmektedir. Bu problemlerin aşılmasında alternatif ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi daha etkili bir yol olarak görülmektedir. Bu kapsamda projemizde metastatik kastrasyon dirençli prostat kanserinin tedavisine yönelik etopozit yüklü ve altın nanopartiküller ile dekore edilmiş kemo-fototermal sinerjik etkili lipozomal formülasyonunun tasarımla kalite (QbD) yaklaşımıyla ve yapay zekâ araçlarından faydalanılarak geliştirilmesi, ardından iki ve üç boyutlu olarak yürütülecek detaylı hücre kültürü çalışmaları ile geliştirilen sistemin kemoterapötik etkinliğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada fototermal etkinliğin değerlendirilebilmesi için yapılan deneyler hem in vitro karakterizasyon çalışmalarında hem de hücre kültürü çalışmalarında yakın kızıl ötesi ışın (NIR) uygulanmasından önce ve sonra olacak şekilde incelenecektir. Böylece mevcut klasik tedaviye alternatif daha etkin bir tedavi seçeneğinin sağlanabileceği çok işlevli bir nano-sistemin geliştirilmesi ile hem hastanın yaşam kalitesinin iyileştirebilmesi hem de kansere özgü sağkalımın uzatılabilmesi hedeflenmiştir.

 

Projemizde yenilikçi bir bakış açısıyla, nano ilaç taşıyıcı sistem teknolojisi, QbD yaklaşımı ve yapay sinir ağları gibi en son teknolojiler bir araya getirilerek farmasötik gelişim çalışması yürütülecektir. Böylece önceden belirlenmiş kritik kalite özelliklerine sahip etopozit yüklü optimum lipozom formülasyonu hazırlanacaktır. Optimum özelliklere sahip lipozom formülasyonu; tedavi yanıtının artırılması, sinerjik etkinin yakalanması ve kemo-fototermal tedavi stratejisinin elde edilebilmesi amacıyla altın nanopartiküller ile dekore edilecektir. Elde edilecek olan yeni nesil çok işlevli nano-ilaç taşıyıcı sistem formülasyonunun rutin in vitro fizikokimyasal karakterizasyon çalışmalarının tamamlanmasının ardından; PC-3 ve DU-145 insan metastatik kastrasyon dirençli prostat kanseri hücreleri üzerindeki etki mekanizmasının aydınlatılabilmesi ve etki yolaklarının tespit edilebilmesi için ileri düzeyde hücre kültürü çalışmaları iki ve üç boyutlu (sferoid) olarak yürütülecek; geliştirilen sistemin in vitro kemoterapötik etkinliği ayrıntılı olarak incelenecektir.

 

Etopozit molekülünün altın nanopartiküllerle dekore edilmiş çok işlevli kemo-fototermal lipozom formülasyonun geliştirilmesi ve metastatik kastrasyon dirençli prostat kanseri hücreleri üzerindeki kemoterapötik etkinliğinin fototermal aktivite ile birlikte hem iki boyutlu hücre dizilerinde hemde üç boyutlu sferoidlerde incelenmesi dünya bilim literatüründe ilk kez bu çalışma ile gerçekleştirilecektir.

 

Kanser tedavisinde kullanılagelen mevcut bir bileşik olan etopozitin daha etkili olabileceği yeni bir ilaç taşıyıcı sistem stratejisinin tasarlanması ile alınacak olumlu sonuçlar, metastatik kastrasyon dirençli prostat kanserinin tedavi paradigmasında değişikliklere neden olabilecek niteliktedir ve hastalığın ilerleyici seyrinin önemli ölçüde önüne geçeceği tahmin edilmektedir. Bu sonuçlar hastaların yaşam kalitesinin artırılması açısından dönüm noktası olabilecek niteliktedir.