Poli(β-amino ester) esaslı nanopartiküllerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulaması

Abstract

Bu tez kapsamında gerçekleştirilen çalışmanın amacı, sentetik polimer esaslı yeni bir viral olmayan gen taşıyıcı nanopartiküler sistemin sentezlenmesi, yapısının aydınlatılması ve gen transferi alanında uygulamasının incelenmesidir. Gen transferi alanında kullanılan iki temel vektörden biri olan viral olmayan vektörler, viral vektörlere göre biyogüvenlilik konusunda daha başarılıdır. Bu nedenle tez kapsamında viral olmayan gen taşıyıcı vektör olarak 12 adet poli(β-amino ester) (PBAE) sentezlendi ve yapıları Fourier Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile aydınlatıldı. Ortalama molekül ağırlıkları tayinleri ise Jel Geçirgenlik Kromatografisi-Boyutlarına Göre Ayırma Kromatografisi (GPC-SEC) kullanılarak belirlendi. Sentezlenen PBAE'lerin nanopartikül formülasyonları (nPBAE) nanoçöktürme yöntemi ile oluşturularak, Zetasizer sisteminde partikül boyutları, dağılımı (PDIn) ve zeta potansiyelleri ölçüldü ve formülasyonların optimizasyonları gerçekleştirildi. Yapı aydınlatması ve nPBAE'lerin optimizasyonundan sonra nihai ürün olarak kullanılacak uygun özelliklerdeki nPBAE'lerin plasmid DNA (pDNA) ile kompleksleri, iyonik etkileşim ve enkapsülasyon yöntemi ile hazırlandı. Takiben nPBAE'in pDNA bağlayabilme özelliği jel elektroforez ile analiz edildi.nPBAE'lerin in vitro transfeksiyon etkinliği floresans mikroskopta ve akan hücre ölçer cihazında, sitotoksisitesi ise insan embriyonik böbrek hücre (HEK293) hatları kullanılarak MTT yöntemi ile incelendi.Sonuç olarak, bu tezde sentezlenen nPBAE'lerin HEK293 hücresinde yüksek in vitro transfeksiyon etkinliğine sahip, diğer viral olmayan gen taşıyıcı sistemlere alternatif biyouyumlu, toksik olmayan sistemler olarak kullanılabilirliği saptandı.

The aim of the study realized in this thesis is to synthesize a new non-viral gene carriernanoparticular system based on synthetic polymer, to clarify its structure and to examine itsapplication in gene transfer.Non-viral vectors, which are one of the two main vectors used in transgenesis are more successfulin biosafety than viral vectors. For this reason, 12 types of poly(β-amino ester) (PBAE) aresynthesized as non-viral gene carrier vectors within the scope of the thesis and their structure isclarified by Fourier Infrared Spectroscopy. The average molecular weights were determined usingGel Permeation Chromatography-Size Exclusion Chromatography (GPC-SEC) system.Nanoparticle formulations (nPBAEs) of synthesized PBAEs were formed by nanoprecipitationmethod, their particle sizes, polydispersity index (PDIn) and zeta potentials were measured in theZetasizer system and the optimization of formulations were realized. After the clarification of thestructures and the optimization of the nPBAEs, the complexes of the plasmid DNA with nPBAEs,which have appropriate properties and will be used as final product, were fabricated by ionicinteraction and encapsulation methods. Then binding capacity of the nPBAEs with pDNA wasanalyzed by gel electrophoresis.In vitro transfection efficieny of nPBAE was examined using by fluorescence microscopy and flowcytometry, their cytotoxicity was investigated using human embryonic kidney cell lines (HEK293)according to the MTT assay.As a result, it was determined that nPBAEs synthesized in this thesis could be used as alternativebiocompatible, non-toxic systems to other non-viral gene carrier systems with high in vitrotransfection efficiency in the HEK293 cells.