Işığa-duyarlı akıllı ilaç taşıyıcı sistemler: DNA-polimer ve protein-polimer konjugatlarının sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Son zamanlarda özellikle kanser gibi önemli hastalıkların tedavisi için yeni metodların geliştirilmesine yönelik artan ihtiyaç sebebiyle, konvansiyonel ilaçların yerine daha etkili olabilecek ve hastaları daha az yan etkiyle tedavi edebilme potansiyeline sahip akıllı ilaç taşıyıcı sistemler geliştirilmektedir. Bu sistemler genellikle çeşitli polimerlerle oluşturulan nanoparçacıkların içine uygun ilaçların yüklenip hastalıklı bölgeye uygun hedeflendirmenin yapılarak ilacın tüm vücuda yayılmadan sadece istenilen bölgeye uygulanabileceği şekilde tasarlanmaktadır.Bu amaçla oluşturulacak taşıyıcı sistemlerin sentezinde uygun çözücüler içinde kendiliğinden birleşme özelliğine sahip amfifilik konjugatların kullanılması bu sistemlerin kolaylıkla elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Amfifilik yapıları oluşturmak için hidrofobik ve hidrofilik iki blok çeşitli konjugasyon yöntemleriyle bir araya getirilir. Bu yapılar tamamen sentetik polimerlerle hazırlanabilirken canlı ortamla uyumlu olmaları sebebiyle günümüzde hidrofilik blok olarak biyomakromoleküller daha yaygın olarak çalışılmaya başlanmıştır.Bu çalışmada fotoaktif bir molekül olan kumarin içeren metakrilat monomeri ile tersiyer bütil akrilat monomerinin ATRP ile polimerizasyonu sonucu hidrofobik bir polimer bloğu elde edilmiştir. Hidrofilik blok olarak ise iki ayrı biyomakromolekül kullanılmıştır. İlk olarak 22 bazlı tek zincirli bir oligonükleotit ile hidrofobik polimerin CuAAC `click` reaksiyonu vasıtasıyla konjugasyonu yapılmış ve bu konjugatın karakterizasyonu için FT-IR, DLS ve UV ölçümleri alınmıştır. Bir diğer hidrofilik blok olarak ise BSA proteini kullanılmıştır. Hidrofobik polimer ile BSA'nın CuAAC `click` reaksiyonu vasıtasıyla konjuge edilmesinden sonra elde edilen konjugatın karakterizasyonu FT-IR, DSC, SDS-PAGE, UV ve floresans ile yapılmıştır. Daha sonra konjugatların distile su içerisinde misel oluşumu sağlanmış ve DLS ölçümleri ile bu misellerin parçacık boyutları belirlenmiştir. Miseller UV ışık altında (350 nm) 1 saat aydınlatılarak tekrar DLS ölçümleri yapılmış ve parçacık boyutlarındaki değişim gözlenmiştir.

Recently more effective smart drug delivery systems having potential of treating patients with less side effects compared to conventional drugs having been developed because of the increase in need for finding new methods for treating important diseases such as cancer. These systems are designed to be applied only to desired parts without spreading in the whole body by targeting polymeric nanoparticles appropriately to dieased area after loading drugs in them.Using amphiphilic conjugates self-assembling in suitable solvents in order to synthesize delivery systems for aforementioned purposes enables to obtain such systems easily. Hydrophobic and hydrophilic blocks are joined together for building amphiphilic structures by using different conjugation systems. Amphiphilic structures may be prepared by using only synthetic polymers. On the other hand biomacromolecules are nowadays widely used as hydrophilic blocks for the reason of being biocompatible.In this study, a hydrophobic copolymer was synthesized via ATRP of a methacrylate monomer containing photoactive coumarin group and a tert-butyl acrylate monomer. Two different biomacromolecules were used as hydrophilic blocks in amphiphilic structures. First, 5ʹ-aminohexyl functionalized oligonucleotide was conjugated to PCMAtBA polymer via CuAAC click reaction. Obtained OLN-polymer and conjugate was characterized with FT-IR, DLS, UV and fluorescence spectroscopy. BSA protein was used as another hydrophilic block. After conjugation of BSA to hydrophobic polymer via click reaction, characterization of the conjugate was carried out using FT-IR, DSC, SDS-PAGE, UV and fluorescence spectroscopy. Micelles of the synthesized conjugates were formed in distilled water and particule sizes of the micelles were observed via DLS. DLS measurements were repeated after UV irradiation of BSA-PCMAtBA micelles at 350 nm for 1 hour. Difference in sizes of irradiated and non-irradiated micelles were compared.