Polimerik nanomalzemelerin kanser tanısında kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Kanser, kontrolsüz hücre bölünmesi olarak ortaya çıkan, invazyon ve metas-taz süreçleriyle birlikte vücudun diğer dokularına da yayılma eğilimi gösteren ölümcül bir hastalıktır. Kanserin tedavi edilebildiği durumlar da mevcuttur ancak teşhis süresi geciktiği zaman tedavi edilme imkanı oldukça zor olan, çoğunlukla da tedavi edilemeyen bir rahatsızlıktır. Bu nedenle kanserin erken teşhis edilmesi ve tedavi sürecinin titizlikle takip edilmesi gerekmektedir. Literatür araştırmalarında da kanserin her çeşidi için erken teşhise imkan sağlayabilecek yöntemler geliştirilmeye çalışılmakta ve bu yöntemlerin uygulamaya geçebilmesi için vali-dasyon, patentleme gibi ek işlemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez kapsamında bir kanser biyobelirteci olarak kullanılan CA 125'in erken teşhisine ve hastalığın takibinde kullanımına yönelik olarak elektrokimyasal tayine dayalı, az maliyetli, hızlı, pratik bir yöntem gelişmek için polimerik nanomalzeme geliştirilmesi, yön-temin optimize edilmesi ve geliştirilen yöntemin validasyonunun yapılması amaç-landı. Bu amaç doğrultusunda polimerik nanomalzeme olarak p(HEMA) polimerik nanomalzemesi sentezlendi ve elektrokimyasal tayinde kullanılan elektrot yüzeyi ile sağlam bir bağ oluşturması amacıyla p(HEMA) polimerik nanomalzemesine aşılama yöntemi ile L-Sistein amino asidi kovalent olarak bağlandı. Aşılama sonrası elde edilen Cys-graft-p(HEMA) polimerik nanomalzemesi karakterize edildi. Karakterizasyon amacıyla; yüzey morfolojisini görüntülemek için cam yü-zeyde ve altın yüzeyde SEM fotoğrafları elde edildi, boyutlarını belirlemek ama-cıyla Zeta-Size analizleri gerçekleştirildi, kimyasal kompozisyonunu belirlemek amacıyla FTIR analizleri gerçekleştirildi ve L-Sistein'in yapıya ne kadar katıldığını belirlemek amacıyla elementel analiz gerçekleştirildi. Karakterizasyonlar so-nucunda 50 nm boyutlarında küresel morfolojide ve yapısında gram polimerik nanomalzeme başına 0,011 mmol L-Sistein içerdiği belirlendi. Karakterizasyon sonrasında CA 125 tayin koşullarını optimize etmek amacıyla; polimerik nano-malzemenin elektrot yüzeyine bağlanma süresinin optimizasyonu, CA 125 antiko-runun bağlanma süresinin optimizasyonu, CA 125 tayin süresinin optimizasyonu ve CA 125 tayin aralığının optimizasyonu gerçekleştirildi. Bu optimizasyonlar sonucunda Cys-graft-p(HEMA) polimerik nanomalzemesinin optimum bağlanma süresi 2 saat, CA 125 antikorunun bağlanma süresi 1 saat, CA 125 tayin süresi 10 dk olarak belirlendi. CA 125 tayin aralığı için yapılan denemelerin sonucunda lineer tayin aralığı 5-400 U/mL olarak belirlendi, aralığın doğrusal olduğu F-testi ile doğrulandı. Tespit limiti (LOD) 1,87 U/mL olarak hesaplanırken tayin limiti (LOQ) 5,62 U/mL olarak belirlendi. Yapılan deneme ve hesaplamaların ardından tekrarlanabilirlik denemeleri amacıyla 5 kez çift tekrarlı olacak şekilde ölçümler tekrarlandı. Yapılan tekrarlar sonucunda gerçeklik için yapılan t testi p=0,05 ve serbestlik derecesi 4'e göre sonuçların gerçeklik değeri içerisinde yer aldığı belir-lendi. Tekrarlanabilirlik denemeleri sonucuna göre kesinlik değerini belirlemek amacıyla uygulanan Cochrane testi ve Grubb testine göre sonuçlar %1 ve % 5 kri-tik değerlerine göre kesinlik aralığın içinde bulundukları belirlendi. Yapılan ista-tistiksel hesaplamalar bakımından kesinlik ve gerçeklik değerleri içerisinde bu-lunduğu için sonuçların doğruluk aralığı içerisinde olduğu belirlendi. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda kısa tayin süresi, geniş tayin aralığı, yöntemin doğruluğuna göre günümüzde uygulanan CA 125 tayin yöntemlerine alternatif bir yöntem olarak kullanılabileceği düşünülmektedir.

Cancer, which emerges as uncontrolled cell division, is a terminal disease that shows a tendency to extention also to other tissue with invasion and metasta-sis. There are some situation which are also treated to cancer however it is gene-rally an incurable disease when diagnosis of it is late. Therefore, early diagnosis of cancer and keeping up meticulously with treatment process need to track very carefully. Methods of enable to early diagnosis for every kind of cancer are stu-died to develop in the literature research too and additional operations are needed validation and patenting for transferring to practice of these methods. Method improving is planned as a part of this thesis which have low cost, is pratic, fast, based upon using electrochemical diagnosis as following of disease and based upon early diagnosis of CA 125 which is used a cancer biomarker. Therefore imp-roving of polimeric nanomaterials, optimization of methods and validation of improving methods are aimed. In accordance with this purpose, p(HEMA) poly-meric nanomaterials were synthesized as polymeric nanomaterial and L-Cystein aminoacids were bonded covalently with grafting procedure on the purpose of composing a bond with electrode surface using electrochemical analysis. After the grafting procedure, obtaining Cys-graft-p(HEMA) polymeric nanomaterials were characterized. For the purpose of characterization; SEM photographs were obtai-ned at gold and glass surfaces for scanning to surface morphology, Zeta-Size analysis were carried out for determining to polymeric nanomaterials dimension, FTIR analysis were carried out for determining chemical composition and ele-mentary analysis were carried out for determining how much participate L-Cystein to structure. As a result of characterization, 50 nm dimension, spherical morphology and per gram polymeric materials contains 0.011 mmol L-Cystein was determined. After the characterization with the purpose of optimization CA 125 determination condition; bonding time optimization to electrode surface of polymeric nanomaterials, optimization bonding time of CA 125 antibody, optimi-zation determination time of CA 125 and optimization of CA 125 determination range were carried out. In consequence of this optimization; optimum bonding time of Cys-graft-p(HEMA) polymeric nanomaterials as 2 hours, bonding time of CA 125 antibody as 1 hour, determination time of CA 125 as 10 minutes were obtained. Linear determination range was determined 5-400 U/mL in consequence of doing experiment for CA 125 determination range, its linearity is validated with F-test. While determination limit (LOD) was calculated as 1.87 U/mL quan-tification limit (LOQ) was determined as 5.62 U/mL. After experiment and calcu-lating assays were repeated as 5 times with double repeatly for repetability expe-riments. In consequence of doing repeatability, t-test was committed for reality according to p=0.05 and degree of freedom 4, results were determined to located in reality degree. As a result of repetability experiments on the purpose of deter-mining precision degree according to Cohrane and Grubb tests results were de-termined in precision degree according to 1 % and 5 % critic degrees. Results we-re determined in accuracy degree because it were in precision and reality degree according to be done statistical calculation.In accordance with obtained results this methods are thought to use as alter-native methods to applied CA 125 determining methods nowadays according to rapid determination time, extensive determination range, accuracy of methods.