As a smart drug; nanoencapsulation of green tea catechin (-)-epigallocatechin-3-gallate (EGCG) in niosomes and assessment of its anticancer activity

Akciğer kanseri, dünya çapında kansere bağlı ölümlerin önde gelen nedenlerindendir. Kemoterapide güçlü sitotoksik ilaçlar kullanılması, bu ilaçların spesifisite problemleri sağlıklı hücreleri ve dokuları da etkilemektedir. Bu sebeple kanser tedavisinde amaç uygun bir ilacın uygun dozda doğrudan kanser hücrelerini etkilemesini sağlamaktır. Nanoteknolojinin önem kazanması ile birlikte ilaç molekülünün hedef hücreye spesifik, kontrollü bir şekilde ulaştırılması için nanotaşıyıcılar geliştirilmiş etkili bir tedavi için adım atılmıştır. Bir diğer gelişme teranostik yani hem teşhis hem tedavi amaçlı kullanılan ajanların keşfidir. Bu çalışmada toplumumuzda sıklıkla tüketilen yeşil çayda bulunan antikanser ve antioksidan Epigallokateşin-3-Gallat (EGCG) molekülü kullanılarak bir akıllı nanoparçacık sistemi geliştirilmiştir. Bu molekülün stabilitesini ve spesifisitesini arttırmak amacıyla niyozomlarla enkapsülasyonu yapılmıştır. Niyozomlar indosiyanin yeşili (ICG) floresan boyası ile fonksiyonelleştirilip optik görüntüleme için uygun hale getirilmiştir. EGCG molekülü ve ICG floresan boyasının enkaspülasyon verimleri sırasıyla %10,1 ve %34,4 bulunmuştur. Buna ek olarak hem akciğer kanserine spesifikliği sağlamak hem de antikanser etkiyi arttırmak amacıyla Cetuximab molekülü %75,8 verimle niyozomlara konjuge edilmiştir. Teranostik amaçlı oluşturulan molekül dizaynının A549 akciğer karsinoma ve BEAS-2B normal bronşial epitel hücrelerinde sitotoksisite, apoptoz, floresan görüntüleme ve inkorporasyon çalışmaları yapılarak in vitro etkileri incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucu sentezlenen molekül tasarımının A549 akciğer karsinoma hücreleri üzerinde daha fazla tutulumu, toksik ve apoptotik etkisi olduğu belirlenmiştir. Sentezlenen niyozomal molekül tasarımının hedeflenen hücreye tutulumu sağlanarak terapötik etkinliğini gösterip kanser tedavisinde akıllı nanoparçacık sistemi olarak kullanılma potansiyeli ortaya çıkarılmıştır. Bu tez çalışmasının biyoteknoloji alanına katkı sağlayacağı düşünülmektedir.Lung cancer is one of the leading causes of cancer-related deaths worldwide. In chemotherapy, the use of strong cytotoxic drugs and the specificity problems of these drugs also affect healthy cells and tissues. For this reason, the purpose of cancer treatment is to ensure that a suitable drug directly affects cancer cells at the appropriate dose. With nanotechnology, steps have been taken for an effective treatment that develops nano-transporters to deliver the drug molecule to the target cell in a specific, controlled manner. Another development is the discovery of theranostic agents used for both diagnostic and therapeutic purposes. In this study, a smart molecule was developed using the anticancer and antioxidant Epigallocatechin-3-Gallate (EGCG) molecule found in green tea, which is commonly consumed in our society. This molecule was encapsulated with niosomes to increase its stability and specificity. Niosomes have been functionalized with indocyanine green (ICG) fluorescent dye and made suitable for optical imaging. The encapsulation efficiencies of the EGCG molecule and ICG fluorescent dye were 10.1% and 34.4%, respectively. Also, Cetuximab molecule was conjugated to niosomes with 75.8% efficiency in order to provide both lung cancer specificity and increase the anticancer effect. Cytotoxicity, apoptosis, fluorescence imaging and incorporation studies of the molecule design created for theranostic purposes in A549 lung carcinoma and BEAS-2B normal bronchial epithelial cells were examined in vitro. As a result of these studies, it has been determined that the molecule design synthesized has more involvement, toxic and apoptotic effects on A549 lung carcinoma cells. By ensuring the retention of the synthesized niosomal molecule design to the target cell, it demonstrates its therapeutic effectiveness and its potential to be used as nanoparticle system in cancer treatment has been revealed. It is thought that this thesis study will contribute to the field of biotechnology