Nanoantibiyotik olarak işlevselleştirilmiş demir oksit nanopartiküllerinin geliştirilmesi, toksisitesi, yara iyileştirme potansiyeli ve mikrobiyal analizleri
Development, toxicity, wound healing potential and microbial analysis of nanoantibiotic functionalized iron oxide nanoparticles
- Tez No: 993258
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BUKET BAKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç: Çalışmada antibiyotiklerin düşük dozda, yüksek etkinlik göstermelerini amaçlayan ilaç taşınım sistemi geliştirmek, demir oksit nanopartiküllerinin (Fe₃O₄ NP), polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilmesi ve vankomisin antibiyotiği ile konjugasyonu hedeflenmiştir. Sentezlenen formülasyonun karakterizasyon analizlerinin yapılması, antibakteriyel etkinliğinin kuyu difüzyon, minimum inhibisyon konsantrasyonu, büyüme kinetik, oksidatif stres ve LIVE/DEAD analizleriyle ve biyouyumluluk potansiyelinin in vitro yöntemlerle değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Fe₃O₄ nanopartiküllerinin yüzeyi polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilmiş ve vankomisin antibiyotiği ile konjugasyonu yapılmıştır. Fe₃O₄@PEG-Van formülasyonun karakterizasyonu FT-IR, SEM, EDX, ZETA ve UV-VIS spektrofotometre gerçekleştirilmiştir. Formülasyonun in vitro deneysel yöntemlerle gram-negatif (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) ve Gram-pozitif (Staphylococcus aureus ve Bacillus cereus) suşlarında antibakteriyel etkinliklerinin Kuyu Difüzyon Testi, Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu (MIC), Büyüme kinetik analizi, Oksidatif Stres (ROS) testi ve LIVE/DEAD BacLight floresan ve akış sitometrisi (flow sitometri) analizleriyle değerlendirilmesi yapılmıştır. Fibroblast hücre hattında (L929) sitotoksisite ve yara iyileştirme testleri gerçekleştirilerek toksisite ve etkinlik potansiyeli incelenmiştir. Bulgular: Karakterizasyon analizleriyle Fe₃O₄@PEG-Van formülasyonunun başarılı şekilde sentezlendiği doğrulanmıştır. Formülasyonun ±209,5 nm boyutunda ve küresel yapıda olduğu görülmüştür. Fe₃O₄@PEG-Van gram-pozitif bakterilere karşı doza bağlı antibakteriyel aktivite göstermiş ve Gram-negatiflerde etkinlik görülmemiştir. Fe₃O₄@PEG-Van MIC değeri her iki bakteride 7,8 µg/mL, Vankomisin MIC değeri her iki bakteride 15,6 µg/mL'dir. Büyüme kinetik analizinde formülasyonun daha düşük dozda uzun süreli antibakteriyel inhibisyon sağladığı belirlenmiştir. ROS analizinde doza bağlı oksidatif hasar seviyesinin arttığı görülmüştür. LIVE/DEAD ve Flow Sitometri analizleri Fe₃O₄@PEG-Van'ın özellikle S. aureus'a kıyasla B. cereus'ta güçlü membran hasarı ve antibakteriyel etki oluşturduğunu göstermiştir. Fe₃O₄@PEG-Van'ın L929 hücrelerinde canlılığını arttırmış, sitotoksik etki göstermemiştir. Fe₃O₄@PEG-Van yara iyileştirme hızını hem kontrole hem de vankomisine kıyasla belirgin şekilde artırdığı görülmüştür. Sonuç: Geliştirilen Fe₃O₄@PEG-Van nanoantibiyotiğin farklı yöntemlerle antibakteriyel etkinliği ortaya konulmuş, sitotoksik etki göstermeyip, yara iyileştirme etkisi olduğu belirlenmiştir. Bu da formülasyonun ilaç taşıma sistemlerinde kullanılma potansiyeli olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Purpose: The study aimed to develop a drug delivery system that would enable high efficacy of antibiotics at low doses, modifying iron oxide nanoparticles (Fe₃O₄ NP) with polyethylene glycol (PEG) and conjugating them with the antibiotic vancomycin. The aim was to conduct characterization analyses of the synthesized formulation, assess its antibacterial activity using well diffusion, minimum inhibitory concentration, growth kinetics, oxidative stress, and LIVE/DEAD assays, and assess its biocompatibility potential using in vitro methods. Method: The surface of Fe₃O₄ nanoparticles was modified with polyethylene glycol (PEG) and conjugated with vancomycin antibiotic. Characterization of the Fe₃O₄@PEG-Van formulation was performed by FT-IR, SEM, EDX, ZETA and UV-VIS spectrophotometer. Antibacterial activities of the formulation against Gram-negative (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa) and Gram-positive (Staphylococcus aureus and Bacillus cereus) strains were evaluated by in vitro experimental methods including Well Diffusion Test, Minimum Inhibitory Concentration (MIC), Growth kinetic analysis, Oxidative Stress (ROS) test, and LIVE/DEAD BacLight fluorescence and flow cytometry. Cytotoxicity and wound healing tests were performed on the fibroblast cell line (L929) to investigate the potential for toxicity and efficacy. Findings: Characterization analyses confirmed the successful synthesis of the Fe₃O₄@PEG-Van formulation. The formulation was found to be ±209.5 nm in size and spherical in structure. Fe₃O₄@PEG-Van showed dose-dependent antibacterial activity against Gram-positive bacteria, while no activity was observed against Gram-negative bacteria. The MIC value of Fe₃O₄@PEG-Van was 7.8 µg/mL for both bacteria, and the MIC value of Vancomycin was 15.6 µg/mL for both bacteria. Growth kinetic analysis determined that the formulation provided long-term antibacterial inhibition at lower doses. ROS analysis showed that the level of oxidative damage increased with dose. LIVE/DEAD and Flow Cytometry analyses demonstrated that Fe₃O₄@PEG-Van induced potent membrane damage and antibacterial activity in B. cereus, particularly compared to S. aureus. Fe₃O₄@PEG-Van increased viability in L929 cells and had no cytotoxic effects. Fe₃O₄@PEG-Van was observed to significantly increase wound healing rates compared to both control and vancomycin. Conclusion: The antibacterial activity of the developed Fe₃O₄@PEG-Van nanoantibiotic was demonstrated using various methods, and it was determined that it had no cytotoxic effects and had a wound-healing effect. This suggests that the formulation has the potential to be used in drug delivery systems.
Benzer Tezler
- Surface modification of titanium substrates with nano hydroxyapatite coated chitosan microspheres
Nano hidroksiapatit kaplı kitosan mikroküreler ile titanyum malzeme yüzeylerinin değiştirilmesi
BURCU DOYMUŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. FATMA NEŞE KÖK
DR. ÖĞR. ÜYESİ SAKİP ÖNDER
- The synergistic and cytotoxic effect of biologically synthesized copper nano particles and antibiotics combination on resistant staphylococcus aureus isolated from different sources
Farklı kaynaktan izole dirençli staphylococcus aureus üzerinde biyolojik olarak sentezlenen bakır nano parçacıkları ve antibiyotik kombinasyonunun sinerjistik etkisi ve sitotoksisi
ZAHRAA HAMEED KADHIM KADHIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyolojiÇankırı Karatekin ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER ŞİMŞEK
- Veteriner hekimlikte yaygın olarak kullanılan enrofloksasin ve ketokonazolün yeni nesil immobilizasyon tekniği kullanılarak farklı metallerle kombinasyonu sağlanarak antimikrobiyal etkinliklerinin geliştirilmesi
Enhancing antimicrobial activity of enrofloxacin and ketoconazole, commonly utilized in veterinary medicine, through combination with various metals using new generation immobilization technique
MUHAMMET HAYDAR UYSAL
Doktora
Türkçe
2024
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiVeterinerlik Farmakoloji ve Toksikolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ BİLGİLİ
- Biyosentezlenen gümüş nano partiküllerin antibiyotik ile klinik izolatlara karşı kombinasyon etkisi
The combination effect of biosynthesized silver nanoparticles with antibiotic against clinical isolates
ABDULLAH ABDULKAREEM AHMED AL-OBAIDI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
BiyolojiÇankırı Karatekin ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELDA DÖLARSLAN
DR. MARWA HAMEED ALKHAFAJI
- Nano/mikro boyutta metal organik kafes yapıların sentezi, karakterizasyonu ve ilaç gideriminde kullanılması
Synthesis and characterization of nano/microscale metal organic frameworks and using for drug removal
UTKU BULUT ŞİMŞEK
Doktora
Türkçe
2021
Çevre MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL TURABİK