Gen tedavisi amaçlı nanotaşıyıcı platformların geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Eczacılık Teknolojisi Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Hazal Pekasıl
Danışman: Asuman Bozkır
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasının temel amacı, son yıllarda nanoteknolojinin biyoteknoloji alanındaki yenilikçi uygulamalarından biri olarak öne çıkan gen transferine yönelik, biyouyumlu ve biyoparçalanabilir özellikte nanopartiküler taşıyıcı sistemlerin sentezlenmesi ve karakterize edilmesidir. Çalışma kapsamında, bu sistemlerin yapısal özellikleri detaylı olarak aydınlatılacak ve gen aktarımındaki transfeksiyon verimlilikleri deneysel olarak değerlendirilecektir. Gen terapisi, kalıtsal ya da sonradan edinilmiş hastalıkların tedavisinde, terapötik genlerin vektör adı verilen taşıyıcı sistemler aracılığıyla hedef hücrelere aktarılmasına ve bu genlerin hücre içinde ekspresyonunun sağlanmasına dayanmaktadır. Ancak gen transfer süreci, vektörlerin hücre içi hedeflerine ulaşmasında karşılaşılan çeşitli hücresel bariyerler nedeniyle karmaşık bir hal alır. Bu süreçte kullanılan vektörlerin, minimal toksisite ile maksimum transfeksiyon etkinliği göstermesi büyük önem taşımaktadır. Bu doğrultuda, gen transferinde vektör seçimi kritik bir rol oynamaktadır. Gen aktarımı için temel olarak iki yaklaşım geliştirilmiştir: yüksek transfeksiyon etkinliğine sahip viral vektörler ve viral vektörlerin potansiyel immünojenik ve toksik etkileri nedeniyle tercih edilen viral olmayan taşıyıcı sistemler. Bu tez çalışması kapsamında, gen aktarımı için model olarak plazmid DNA (e-GFP) yüklenmiş, lipid-polimer esaslı hibrit non-viral nanopartiküler sistemlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Lipid-polimer hibrit nanopartiküller (LPHNP'ler), liposomlar ile polimerik nanopartiküllerin yapısal ve fonksiyonel avantajlarını bir araya getiren, çekirdek-kabuk mimarisine sahip yenilikçi ilaç taşıyıcı sistemlerdir. Bu hibrit yapılar, iç kısımda kontrollü salım sağlayan polimerik bir çekirdek ile dış yüzeyde biyomembran benzeri geçirgenlik özellikleri sunan lipid bir tabakadan oluşmaktadır. LPHNP'lerin geliştirilme amacı, liposomların sınırlı stabilite, içerik sızıntısı ve kısa dolaşım süresi gibi dezavantajları ile polimerik nanopartiküllerin hücre membranı geçişindeki yetersizliklerini ortadan kaldırmaktır. Bu nedenle, bu tez çalışmasında gen taşıma amacıyla kullanılabilecek yeni bir LPHNP formülasyonu geliştirilmiş; plazmid DNA ile kompleks oluşturularak bu sistemlerin transfeksiyon etkinliği değerlendirilmiştir. Formülasyonun hazırlanmasında, PEG-PCL (polietilen glikol–polikaprolakton) ve DOTAP içeren bileşenler kullanılmış ve modifiye su/yağ/su emülsiyon-temelli çözücü buharlaştırma yöntemi uygulanmıştır. Elde edilen nanopartiküller, yeşil floresan protein ekspresyon plazmidini taşıyacak şekilde yüklenmiş ve ardından sistemlerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, partikül boyutu, boyut dağılımı (polidispersite indeksi), zeta potansiyeli ve enkapsülasyon etkinliği analiz edilmiştir. Devamında, optimize edilen formülasyonlarla in vitro ilaç salım profilleri belirlenmiş ve uygun fizikokimyasal özellikler gösteren sistemler kullanılarak HEK-293 hücre hattı üzerinde transfeksiyon etkinliği değerlendirilmiştir. Bu çalışmada geliştirilen nanopartiküllerin fizikokimyasal özellikleri değerlendirildiğinde, partikül boyutunun 200 nm'nin altında, polidispersite indeksinin (PDI) 0,3'ün altında ve zeta potansiyel değerlerinin ±10–30 mV aralığında olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, hazırlanan nanopartiküllerin gen taşıma uygulamaları için uygun bir boyutsal ve yüzey yük dağılımına sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca, plazmid DNA'nın nanopartikül yapısı içerisinde yüksek verimle enkapsüle edildiği belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında PEG-PCL ve DOTAP bileşenlerinden oluşan lipid-polimer hibrit nanopartiküllerin, HEK-293 hücre hattında transfeksiyon etkinliği gösteren, toksik olmayan ve viral olmayan gen taşıyıcı sistemler olarak etkili bir performans sergilediği belirlenmiştir. Yürütülen in vitro karakterizasyon analizleri ve hücre kültürü temelli biyolojik değerlendirmeler, geliştirilen sistemin hedeflenen kriterleri başarıyla karşıladığını ortaya koymuştur. Elde edilen veriler, bu hibrit nanopartikül sisteminin gen terapisine yönelik mevcut nanotaşıyıcı alternatifleri arasında potansiyel bir aday olduğunu ve gelecekteki terapötik uygulamalar için umut vadeden bir platform sunduğunu göstermektedir.