GENETİK TEDAVİLER AMAÇLI TASARLANAN ÖZGÜN GEN AKTARIM NANOFORMÜLASYONLARININ GELİŞTİRİLMESİ VE ÜRETİMİ
Hazırlayan: Erhan SÜLEYMANOĞLUa, Turgay TEKİNAYb
aGazi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Farmasötik Kimya Anabilim Dalı, Hipodrom,
06330-Ankara
bBilkent Üniversitesi Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi (UNAM)-Bilkent-Ankara
Proje Özeti:
Günümüzde insan gen tedavisi ile ilgili araştırmalar etkilenen hücre türlerine
özgü uygun nükleik asit aktarım araçları yokluğundan dolayı tatmin edici değildir.
Uygulama noktasından gen ifadesine kadar giden yolda terapötik polinükleotid sarmalı
degradasyondan koruyacak optimize edilmiş gen taşıma sistemlerine ihtiyaç vardır.
Çeşitli lipidlerle nükleik asitler arasında oluşan toplaşımlar günümüzde güvenilir
viral olmayan gen aktarım vektörleri olarak denenmektedir. Yoğun olarak kullanılan
katiyonik lipidlerle yapılan lipofeksyon deneyleri sıkça istenmeyen sitotoksisiteye,
kontrolü zor olan makromoleküler özelliklere, düşük transfeksyon oranlarına ve diğer
tatmin edici olmayan neticelerle sonuçlanmaktadır.
Sunulan proje önerimde sitotoksik katiyonik lipozomlar yerine, çift valanslı katiyonlarca
(Mg2+) zwitteriyonik fosfolipidlerle DNA’yı bileşik haline getiren ve nükleik asit taşıyıcı
veziküller olarak kullanımı ele alınmaktadır. Fizikokimyasal parametrelerinin iyi
bilinmesi dışında, biyolojik olarak aktiv Mg2+ bu proje önerimde sıvı ortamda ortaya
çıkan kendi kendine toplaşımlarla ilgili günümüzde geçerli olan polielektrolit teorilere
bir yaklaşım olarak incelenmesi teklif edilmektedir.
Yük taşımayan lipidlerle çeşitli konformasyonlara ve boyutlara sahip polinükleotidler
arasında oluşan kendi kendine toplaşımların (self-assemblies) hazırlanması ve
kullanımları ile ilgili temel biyofiziksel parametreler incelenecektir. Daha spesifik
olarak, çift valanslı metal katiyonlarca tetiklenen tek- ve çift sarmallı polinükleotidlerin
çok katmanlı (MLV) ve tek katmanlı (ULV) fosfatidilkolin vezikülleri üzerine
adsorpsyonu, agregasyonu ve adhezyonu UV/VIS Spektroskopisi ve Türbidimetri ile
araştırılacaktır. Zwitteriyonik lipozomların termotropik faz değişimleri Mg2+ varlığında
polinükleotidlerle ve çeşitli DNA türleri ile bileşikler oluşturmaları termodinamik
ölçümler ve floresans mikroskopisi ile incelenecektir ve çeşitli elekstrostatik
lipid-nükleik asit bileşiklerin oluşumları ile ilgili daha önce yayımlanan verilerle
kıyasalanacaktır. Bu şekilde oluşan üçlü bileşiklerin yüzey tanınma ve sınırlararası
özellikleri Langmuir-Blodgett tek katman, titreşim (FTIR ve Raman) spektroskopisi
ve Atomik Kuvvet Mikroskopisi (AFM) ile araştırılacaktır. Bu genozomların boyut ve
morfoloji analizleri elektron mikroskopisi (TEM ve SEM), z-potansiyel, Dinamik Işın
Saçılımı (DLS) veya Foton Korelasyon Spektroskopisi ile gerçekleştirilecektir. İnorganik
katiyonların varlığında sentetik fosfatidilkolin vezikülleri ile polinükleotidler arasında
oluşan üçlü bileşikler Diferansiyel Taramalı Mikrokalorimetrik (DSC) ve İzotermal
Titrasyon Kalorimetrik (ITC) ölçümlerden elde edilecek olan veriler söz konusu
bileşiklerin yapısal değişikleriyle ilgili termodinamik ve kinetik modellerin ortaya
çıkarılmasında kullanılacaktır. Mg2+ varlığında DNA tarafından meydana getirilen
lipozomlar arasında füzyon olayları floresans mikroskopisi ve salınım deneyleriyle
incelenecektir. Transfeksiyon için etkili dairesel ve süpersarmallı plazmidlerin oluşumu
agaroz jel elektroforez ile ortaya çıkarılacaktır. Bu çalışmamız daha sonraki uzun vadeli
ve çok geniş kapsamlı projelerimizin temelini oluşturacaktır...