Impact of donor substituents on photodynamic therapy performance: Comparative In Vitro evaluation of nseaze and nsemorph in glioblastoma
Donör substituentlerinin fotodinamik terapi performansi üzerine etkisi: Glioblastomada Nseaze ve Nsemorph'un karşılaştırmalı İn Vitro değerlendirmesi
- Tez No: 970101
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Glioblastoma multiforme (GBM) en agresif beyin tümörlerinden biridir ve hızlı ilerleme, heterojenlik ile konvansiyonel tedavilere dirençle karakterizedir. Fotodinamik tedavi (PDT), lokalize reaktif oksijen türleri (ROS) üretimi sayesinde mekânsal ve zamansal seçicilik sağlayarak umut verici bir strateji sunar. Bu çalışmada, yalnızca verici grupları (azetidin ve morfolin) farklı olan iki fenoselenazin-tabanlı fotoduyarlaştırıcı, NSeAze ve NSeMorph, karşılaştırmalı olarak incelendi. İnsan glioblastoma hücre hatları (U-87 MG, U-118 MG) ve murin fibroblastlar (L929), karanlık koşullarda ve 660 nm LED ışığı altında (24.3 mW/cm²; NSeAze için 1 saat, NSeMorph için 2 saat) test edildi. Uygulamalar sitotoksisite, ROS profilleme (tutucu testleri, DCFH-DA, DHR123), konfokal lokalizasyon ve AO/EtBr hücre ölümü boyamasını kapsadı. NSeAze, nanomolar düzeyde fototoksisite (IC₅₀ = 0.46 µM) ile yüksek fototoksisite ve terapötik indeksler (PI = 145, 131; TI = 288, 281) gösterdi; ancak ölçülebilir karanlık toksisite (60–129 µM) ve düşük seçicilik (SI ≈ 1.0) sergiledi. NSeMorph, minimal karanlık toksisite (>500 µM U-87 MG/L929; 374.8 µM U-118 MG'de) ve mikromolar fototoksisite (IC₅₀ = 15.9 µM U-87 MG; 8.0 µM U-118 MG) gösterdi. Bu, daha düşük PI (>31–47) fakat daha yüksek seçicilik (SI 1.26–2.49) ve güvenli TI (>32–62) ile sonuçlandı. Mekanistik testler, her iki bileşiğin Tip I/II mekanizmalarıyla işlediğini doğruladı; NSeMorph daha fazla singlet oksijen üretirken, NSeAze hücre hattına bağlı ROS paternleri gösterdi. AO/EtBr boyaması ayrıca farklı hücre ölümü mekanizmalarını ortaya koydu: U-87 MG'de her iki fotoduyarlaştırıcı da erken apoptoz indükledi ancak NSeAze daha güçlü etki yaptı. U-118 MG'de ise NSeMorph çoğunlukla erken apoptoza yol açarken, NSeAze geç apoptoz/nekrozu tetikledi. Bu sonuçlar, küçük yapısal değişikliklerin PDT performansını köklü biçimde değiştirdiğini ve GBM hedefli fotoduyarlaştırıcıların tasarımında yol gösterici olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Glioblastoma multiforme (GBM) is among the most aggressive brain tumors, marked by rapid progression, heterogeneity, and resistance to conventional therapies. Photodynamic therapy (PDT) provides spatiotemporal selectivity through localized reactive oxygen species (ROS) generation. This study comparatively evaluated two phenoselenazine-based photosensitizers, NSeAze and NSeMorph, differing only in donor groups (azetidine vs. morpholine). Human glioblastoma cell lines (U-87 MG, U-118 MG) and murine fibroblasts (L929) were tested under dark and 660 nm LED irradiation (24.3 mW/cm²; 1 h for NSeAze, 2 h for NSeMorph). Assays included cytotoxicity, ROS profiling (scavenger assays, DCFH-DA, DHR123), confocal localization, and AO/EtBr cell death staining. NSeAze exhibited nanomolar phototoxicity (IC₅₀ = 0.46 µM) with high phototoxicity and therapeutic indices (PI = 145, 131; TI = 288, 281), but measurable dark toxicity (60–129 µM) and poor selectivity (SI ≈ 1.0). NSeMorph showed minimal dark toxicity (>500 µM in U-87 MG/L929; 374.8 µM in U-118 MG) and micromolar phototoxicity (IC₅₀ = 15.9 µM in U-87 MG; 8.0 µM in U-118 MG), yielding lower PI (>31–47) but higher selectivity (SI 1.26–2.49) and safer TI (>32–62). Mechanistic studies confirmed mixed Type I/II pathways, with NSeMorph favoring singlet oxygen generation, while NSeAze displayed cell line–dependent ROS patterns. AO/EtBr staining further revealed divergent death mechanisms: in U-87 MG, both PSs induced early apoptosis with stronger effects for NSeAze, whereas in U-118 MG, NSeMorph caused predominantly early apoptosis and NSeAze drove late apoptosis/necrosis. These results underscore how minimal structural changes drastically shift PDT performance and inform rational design of glioblastoma-targeted photosensitizers.
Benzer Tezler
- 2-(metiltiyo)kinolin grubu içeren yeni ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of new phthalocyanines containing 2-(methylthio)quinoline group
MUSTAFA ALALOUSH
- Simetrik olmayan oksotitanyum ftalosiyaninlerin sentezi, karakterizasyonu ve fotovoltaik uygulamaları
Synthesis, characterization and photovoltaic applications of non-symmetrical oxotitanium phthalocyanines
NURAY ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALTUĞ MERT SEVİM
- Dört 14-üyeli tetraazalı makrosiklik halka içeren Sn(IV) ftolasiyanin'in siklik voltametri ile incelenmesi
Başlık çevirisi yok
FEYZA KÜÇÜK
- A systematic research on rational design and synthesis of innovative materials for developing high-performance perovskite solar cells
Yüksek performans perovskit güneş hücresi geliştirilmesi için yenilikçi malzemelerin mantıksal tasarımı ve sentezi üzerine sistematik bir araştırma
ALİEKBER KARABAĞ
Doktora
İngilizce
2023
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
DOÇ. DR. SAFACAN KÖLEMEN
- Yeni kumarin ve oksihalohidrin türevlerinin sentezi, biyolojik ve fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of new coumarin and oxyhalohydrine derivatives and investigation of their biological and photophysical properties
FATMA ÇAKMAK
Doktora
Türkçe
2026
KimyaSakarya ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ZENGİN
DOÇ. DR. ARLİNDA BYTYQİ DAMONİ