Development of a gene-knockdown approach based on siRNA/gold nanoparticles for breast cancer therapy
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanoteknoloji ve Nanotıp A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: REZA SHAHBAZI
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): KEZBAN ULUBAYRAM
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Meme kanseri, 21. yüzyılda önde gelen ölüm nedenlerinden biri olarak kabul edilmekte olup birçok kişinin yaşamını yitirmesine neden olmaktadır. Meme kanserinin alt tiplerinden biri olarak bilinen üçlü negatif meme kanseri (ÜNMK), agresif seyir, erken metastaz, ilaç direnci, zayıf klinik sonuç ve düşük hayatta kalma oranı nedeniyle yıkıcı bir hastalık olarak bilinmektedir. Son zamanlarda, siRNA'ların kullanımı gibi farklı gen tedavisi yaklaşımları ÜNMK'nın tedavisi için umut vaat etmektedir. siRNA temelli terapötikler hedefe yönelik terapiler olarak büyük bir potansiyel sunmakla birlikte düşük transfeksiyon verimliliği ve in vivo şartlarında serum endo ve ekso-nükleazlar tarafından bozunmaları, siRNA'ların tümöre taşınmasını önlemekte ve kliniğe translasyonunda büyük engel teşkil etmektedir. Bu nedenle güçlü hedef gen susturmasına sahip olan güvenli ve etkin taşıma sistemlerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu sorunu çözmek için, bu tez kapsamında üçlü negatif meme kanserinde gen susturma yaklaşımı için yeni bir siRNA/altın nanopartikül bazlı nanoterapötiklerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tezin, birinci ve ikinci bölümlerinde altın nanopartikül bazlı gen taşıma araçlarının geliştirilmesi ve hücresel dağılımlarının değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla son derece kararlı ve monodispers polietilenimin (PEI) ile fonksiyonlaştırılmış altın nanopartiküller yeni bir yüzey modifikasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Literatürde bir ilk olarak, 45-82 nm boyut aralığında PEI ile fonksiyonlaştırılmış altın nanopartiküllerin, transfeksiyonu çok zor olduğu bilinen postmitotik dorsal kök gangliyon (DKG) nöronlarında hücre çekirdekciğine girdiği açıklanmıştır. Ayrıca, PEI ile fonksiyonlaştırmanın altın nanopartiküllerin hücre alımını arttırdığı ve atılım hızını geciktirdiği gösterilmiştir. Ayrıca, PEI ile fonksiyonlaştırılan altın nanopartiküllerin emisyon sinyal yoğunluğunu artırdığı izlenmiştir. Teranostik uygulamalar için büyük potansiyele sahip olan bu nanopartiküllerin hücresel dağılımı hem konfokal hem de çift fotonlu mikroskoplar altında açıkça görüntülenmiştir. Üçüncü bölümde, ÜNMK tedavisi için PEI ile fonksiyonlaştırılmış altın nanopartikül ile siRNA terapötiklerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, ökaryotik uzama faktörü 2 kinaz (eEF-2K) terapötik hedef olarak seçilmiş ve altın nanopartiküllerle konjuge edilmiştir. Hazırlanan siRNA terapötiklerin oldukça monodispers (PDI=0,1) ve kararlı olduğu izlenmiştir. Bu siRNA terapötiklerin, in vitro ve in vivo şartlarda gen susturma için son derece etkili olduğu ve ÜNMK ortotopik tümör modelinde eEF-2K'yı susturma, Src inhibisyonu ve MAPK-ERK sinyal yolaklarıyla ilişkili olarak dikkate değer antitümör etkinliğine sahip olduğu gösterilmiştir. Haftalık tek bir intravenöz enjeksiyonuyla fare başına 8 mikrogram (0,3 mg/kg) olan düşük bir dozda anlamlı tümör inhibisyonu (%90) sağlanmış olup, bu doz potansiyel toksisite dozunun altındadır. Son olarak doksorubisin ile konjuge edilmiş siRNA terapötikler kombinasyon tedavi yaklaşımı için geliştirilmiş ve bunların tek başına doxorubisin ile karşılaştırıldığında hücre canlılığını önemli ölçüde azalttığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, etkili teranostik altın nanopartikül bazlı gen taşıma aracı geliştirilerek, eEF-2K siRNA terapötiklerin hazırlanmasında kullanılmıştır. Hazırlanan eEF-2K siRNA terapötiklerin ÜNMK tedavisinde ve görüntülemede umut verici olduğu sonucuna varılmıştır.