Gd-DOTA kompleksi içeren teranostik amaçlı simetrik ve asimetrik ftalosiyaninler

Abstract

Manyetik Rezonans görüntülemede kontrast maddeler 1980'li yıllardan beri kullanılmaktadır. Kontrast maddelerin aktif biçimde kullanılmaya başlanması ile manyetik rezonans görüntülemenin birçok konuda çok başarılı bir radyolojik görüntüleme yöntemi haline geldiği görülmektedir . MRG incelemelerinde kullanılan kontrast maddelerin önemli bir bölümü gadolinyum içeren ajanlardır. Fotodinamik terapi, seçici olarak hedef dokuda biriken ışığa duyarlı maddenin uygun dalga boyundaki ışığa maruz bırakılması prensibine dayanır. Moleküler oksijen varlığında, sensitizerin ışık ile aktive olması sonucunda oluşan serbest radikaller ve singlet oksijen, lipit, protein ve nükleik asitler gibi birçok biyolojik molekülle etkileşerek, kanser hücrelerini tahrip eder. PDT'de kullanılan ilk fotosensitizerler olan hematoporfirin türevlerinin bazı dezavantajları olması nedeniyle, aralarında ftalosiyaninlerinde (Phthalocyanine-Pc) bulunduğu ikinci nesil fotosensitizerlerin sentezlenmesine neden olmuştur. Bu tez çalışmasında, teranostik amaçlı kullanılabilecek tedavi kısmının PDT ile ve görüntüleme kısmının ise Gd-DOTA kompleksi ile sağlandığı simetrik ve asimetrik metalli (M= Zn, Ga) ftalosiyanin molekülleri sentezlenmiştir. Ftalosiyanin halkasına çözünürlüğü arttıracak oligoetilen grupları bağlanarak çözünürlük problemi giderilmiş. Daha sonra sentezlenen ftalosiyanin molekülleri ` Click Chemistry` yöntemi ile Gd-DOTA kompleksine bağlanmıştır. Sentezlenen ftalosiyanin bileşikleri uygun metotlarla saflaştırıldıktan sonra yapıları FT-IR, UV-Vis, 1H-NMR, 13C-NMR ve Kütle (MS) spektrumları yardımıyla aydınlatılmış sonra bu bileşiklerin fotodinamik terapide kullanılabilirliklerini araştırmak için fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri de incelenmiştir. Sonuç olarak sentezlenen ftalosiyaninlerin fotofiziksel ve fotokimyasal ölçüm değerleri sensitizer olarak kullanılabilirliği bakımından ümit vericidir. Buradan hareketle, sentezlenen galyum ve çinko ftalosiyanin bileşiklerinin PDT uygulamalarında kullanılabilecek sensitizerler arasında yer alabileceği sonucuna varılmıştır.

Contrast agents have been used in magnetic resonance imaging since 1980's. Magnetic resonance imaging has become a very successful radiological imaging technique after active usage of contrast agents in the field. Gadolinium is the most widely used contrast agents in MRI examinations. Photodynamic Therapy is based on the principle of exposure of photosensitizer to specific wavelength light on target tissue selectively. Photosensitizer is activated by light. In the presence of molecular oxygen, free radicals and singlet oxygen are formed, destroying biological molecules such as lipids, proteins and nucleic acids, eventually damages cancer cells. Thefirst examples of photosensitizers, hematophorphyrin derivatives – HPD's, have some disadvantages. Hence, second generation photosensitizers, including phthalocyanines –Pc's have been synthesized. In this thesis work, novel symmetrical and assymmetrical metal phthalocyanines (M= Zn, Ga) have been synthesized. These Pc's are designed for theranostic applications. Therapy is performed by PDT and diagnostic (imaging) is performed Gd-DOTA complexes to Pc molecular structures. The solubility of Pc's are improved by linking 1-mercapto-4,7,10-trioxyundecane groups to phthalocyanine macrocycles. Furthermore, gallium were utilized as the central metal atom in two novel phthalocyanines to decrease aggregation issues since gallium metal has the capability of binding an axial ligand. Resulting phthalocyanine molecules were linked to Gd-DOTA complexes via `Click Chemistry`. Purified phthalocyanine molecules were characterized byFT-IR, UV-Vis, 1H-NMR, 13C-NMR and Mass (MS) techniques. Later on, photophysical and photochemical properties of phthalocyanines were investigated to explore their applicability on photodynamic therapy. In conclusion, evaluation of photophysical and photochemical properties of novel phthalocyanines revealed that gallium and zinc phthalocyanines are good candidates as sensitizers in PDT applications.