Plazmonik fototerapi uygulamalarında kullanılan nanoparçacıkların ve yakın kızılötesi lazerin toksisite üzerine etkilerinin in vitro değerlendirmesi
In vitro evaluation of the toxicity of nanoparticles used in plasmonic photothermal therapy and near-infrared laser exposure
- Tez No: 1020980
- Danışmanlar: PROF. DR. MERVE GÜDÜL BACANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Farmasötik Toksikoloji, Pharmaceutical Toxicology
- Anahtar Kelimeler: Apoptozis, Sitotoksisite, Apoptosis, Cytotoxicity
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sağlık Bilimleri Üniversitesi
- Enstitü: Gülhane Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Farmasötik Toksikoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Farmasötik Toksikoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kanser vakalarının artışı ve geleneksel tedavi yöntemlerinin hastalarda neden olduğu sistemik yan etkilerde ve yan etkilerin sıklıklarında görülen artış bilim insanlarını alternatif tedavi yöntemleri aramaya itmiştir. Plazmonik fototermal terapi (PFT), girişimsel olmaması, seçiciliği ve kontrol edilebilirliğinin yüksekliği nedeniyle kanser tedavisinde öne çıkan yöntemlerden biri olmuştur. PFT, foton enerjisini ısı enerjisine dönüştürerek kanser hücrelerini yok etmede kullanan bir yöntemdir. Bu yöntemde gerekli foton enerjisini yakın kızılötesi ışık (NIR), görünür ışık, mikrodalgalar vb. sağlayabilir. Fototermal etkinin indüklenebilmesi için altın (Au), gümüş (Ag), karbon nanotüpler, indosiyanin yeşili gibi fototermal ajanlar (FTA) kullanılarak kanserli hücreler yok edilebilir. Bununla birlikte, FTA olarak farklı yapılardaki nanopartikül (NP)'ler ve yüksek lazer gücünün sağlıklı dokulara da zarar verebilme risklerinin bulunduğu bilinmektedir. Bu doğrultuda, bu tez çalışmasında PFT'de kullanılan Au ve Ag NP'lerinin farklı boyut, tür ve yüzey yükü özelliklerinin 808 nm lazer ışıması varlığında ve ışıma olmadan sağlıklı (fare fibroblast (L929)) ve kanser (insan akciğer kanser (A549)) hücrelerinde olası toksik etkileri değerlendirilmiştir. Çalışma için ilk olarak PFT'de kullanılacak NP'ler sentezlenmiş ve karakterizasyonları yapılmıştır. Sentezlenen NP'lerin lazer uygulaması ile sıcaklık değişimleri incelenerek PFT uygulaması için optimal süre ve lazer dalga boyu belirlenmiştir. Ardından farklı tür (AuNP ve AgNP), farklı boyut (Au nanoküre (NK) (1), 40 nm; AuNK (2), 20 nm) ve farklı şekildeki (AuNK, Au nanoçubuk (AuNÇ), Au nanoyıldız (AuNY), Ag nanoküre (NK) ve Ag nanoprizma (AgNPr)) yapılarının sitotoksisite, reaktif oksijen türevi (ROT) oluşturma, DNA hasarı, enflamasyon biyogöstergeleri, kompleman sistem elemanları ve apoptoz üzerine etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar özellikle partiküllerin şekil ve türlerine göre toksik etkilerinin ve özellikle de PFT etkinliğinin değiştiği göstermektedir. Sentezlenen AuNP'ler içerisinde AuNÇ ve AuNY şekline sahip NP yapıların; sentezlenen AgNP'ler arasından AgNPr'nin PFT'nin ana mekanizmaları olan ROT üretimi, DNA hasarı ve enflamasyonda artışa bağlı olarak kanser hücrelere zarar verirken sağlıklı hücrelerde en az zarara neden olarak kanser tedavisinde daha uygun kullanılabileceği düşünülmektedir. Bununla birlikte, partiküllerin PFT'de güvenli kullanımları için daha ileri in vitro ve in vivo çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.
Özet (Çeviri)
The increasing incidence of cancer cases, together with the systemic adverse effects and the growing frequency of side effects associated with conventional treatment modalities, has prompted researchers to seek alternative therapeutic approaches. Plasmonic photothermal therapy (PPTT) has emerged as a promising cancer treatment strategy owing to its minimally invasive nature, high selectivity, and controllability. PFT is a therapeutic approach that eradicates cancer cells by converting photon energy into heat energy. In this method, the required photon energy can be supplied by near-infrared (NIR) light, visible light, microwaves, and similar energy sources. To induce the photothermal effect, photothermal agents (PTAs) such as gold (Au), silver (Ag), carbon nanotubes, and indocyanine green can be employed to eliminate cancer cells. However, it is well recognized that nanoparticles (NPs) with different physicochemical properties used as PTAs, as well as the application of high laser power, may also pose risks to healthy tissues. Therefore, in this thesis, the potential toxic effects of Au and Ag NPs used in PFT, differing in size, morphology, and surface charge, were evaluated in healthy (healthy mouse fibroblast (L929)) and cancer (human lung cancer (A549)) cells both in the presence and absence of 808 nm laser irradiation. Initially, the nanoparticles (NPs) to be used in PPTT were synthesized and characterized. Subsequently, the temperature changes induced by laser irradiation were evaluated to determine the optimal laser parameters and irradiation duration for PPTT applications. Thereafter, the effects of NPs with different compositions (AuNPs and AgNPs), sizes (Au nanospheres (AuNSs) (1), 40 nm; AuNSs (2), 20 nm), and morphologies (AuNSs, gold nanorods (AuNRs), gold nanostars (AuNSts), silver nanospheres (AgNSs), and silver nanoprisms (AgNPrs)) on cytotoxicity, reactive oxygen species (ROS) generation, DNA damage, inflammatory biomarkers, complement system components, and apoptosis were investigated. The obtained results demonstrated that the toxicological effects and, in particular, the photothermal therapeutic efficacy of the nanoparticles varied according to their morphology and composition. Among the synthesized AuNPs, gold nanorods (AuNRs) and gold nanostars (AuNSts), and among the synthesized AgNPs, silver nanoprisms (AgNPrs), were found to exert greater anticancer effects while causing minimal damage to healthy cells. These effects were associated with the enhancement of key PPTT-related mechanisms, including reactive oxygen species (ROS) generation, DNA damage, and inflammatory responses. Therefore, these nanostructures may represent more suitable candidates for cancer treatment applications. Nevertheless, further in vitro and in vivo studies are required to establish the safety and efficacy of these nanoparticles for PPTT applications.
Benzer Tezler
- Tek-bileşenli plazma modelinde donma kriterinin alkali halojenür tuzlarına bir uygulaması
Başlık çevirisi yok
SEYFETTİN DALGIÇ
- Uterus serviksinin intraepitelyal neoplazilerinde human papillomavirus enfeksiyonuna bağlı patolojik anatomik değişiklikler
Başlık çevirisi yok
SITKI TUZLALI
- Cold plasma-bunched beam interaction plasma wake field accelerator case
Soğuk plazma ve gruplaşmış elektron demetinin etkileşmesi plazma-iz alanı hızlandırıcısı durumu
MOHAMED NAZİH RHİMİ
