Tarak-tipi ve lineer etilen glikol polimerlerinin hücrelerle in vitro etkileşimlerinin incelemesi

Abstract

Polietilen glikol (PEG), ilaç taşıma sistemlerinde geniş bir kullanım alanına sahiptir. PEG, biyomolekül esaslı ilaçlarla konjugat halinde kullanılmasının yanı sıra, lipozom, polimerik ve inorganik nanopartiküllerin kan akışında uzun süre kalabilmelerini sağlamak amacıyla bu sistemlerin formülasyonunda da sıklıkla kullanılmaktadır. Uygulamalarda genellikle lineer veya lineer PEG’den türetilmiş çift dallı PEG yapıları kullanılmaktadır. Yakın zamanda yapılan araştırmalar, farmakolojik uygulamalar için lineer PEG (L-PEG)'e bir alternatif olarak tarak tipi poli(etilen glikol) (T-PEG)’ü öne çıkarmıştır. T-PEG’in vücut içinde bozunabilen ester yan zincirlere sahip olması, şemsiye-benzeri konformasyonu, yaşayan/kontrollü polimerizasyon teknikleri ile istenilen uç gruba ve mimariye sahip olarak sentezlenebilmesi, T-PEG'in L-PEG'e göre avantajları arasındadır. Bu projenin ana amacı T-PEG'in in vitro ortamda hayvan hücreleri ile etkileşimlerini lineer eşlenikleri ile karşılaştırmalı olarak incelemek ve böylece T-PEG’in hücresel düzeyde L-PEG’e kıyasla avantaj ve/veya dezavantajlarını ortaya koymaya yönelik bulgular elde etmektir. Bu amaçla, farklı molekül ağırlıklarda T-PEG (10,000 g/mol (10K) ve 20,000 g/mol (20K)) polimerleri sentezlendi. Eş molekül ağırlığa sahip L-PEG polimerleri ticari kaynaklardan temin edildi. Polimerlerin fizikokimyasal özellikleri, NMR, GPC, AFM ve DLS gibi farklı teknikler ile belirlendi. T-PEG polimerlerinin hidrodinamik çapları L-PEG’e göre daha küçük gözlenirken, T-PEG’in su içinde nanopartiküller, L-PEG’in ise tek birim zincirler halinde bulunduğu belirlendi. Polimerlerin hücreler ile etkileşimi kanserojenik A549 ve sağlıklı BEAS- 2B insan akciğer hücreleri kullanılarak incelendi. Polimerler hücreler üzerinde sitotoksik veya hücre membran geçirgenliğini arttırıcı özellik göstermedi. Heriki PEG mimarisinin de hücreye enerji bağımlı yolaklarla alındığı ve alımlarında hücre iskeleti elemanlarının aktif rol oynadığı gözlendi. Önemli olarak, T-PEG'in L-PEG'e göre hücreler tarafından daha hızlı alındığı belirlendi. Ayrıca αvβ3 integrin pozitif hücreleri hedefleyebilen RGD peptidi T-PEG polimerine (10K) bağlandığında, polimerin A549 hücreleri tarafından alımının arttığı, RGD bağlanmış L-PEG polimerinin ise aynı hücreler tarafından alımının azaldığı gözlendi. Sonuç olarak, bu proje ile T-PEG’in terapötik uygulamalarda L-PEG’e alternatif kullanılabilirliğinin anlaşılması yönünde önemli bulgular elde edilmiştir.