Evaluation of novel zinc, indium and silicon phthalocyanines' anti-cancer properties - Aru, Başak (Gebze Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021)
Işığa duyarlı moleküllerin bölgesel uygulamayı takiben belirli dalgaboyunda ışık ile uyarılması yöntemine dayalı bir tedavi yöntemi olan Fotodinamik Terapi (FDT), yüksek derecede özgüllük ve hassasiyeti sayesinde özellikle kanser tedavisi için umut vaadetmektedir. Bu yöntemde ışık maruziyeti sonucu fotonları absorbe eden ışığa duyarlı molekül, uyarılarak uygulama bölgesinde serbest radikaller ya da radikal iyonları meydana getirir. Işığa duyarlı moleküllerin çeşitli kemoterapötik ilaçlar ile sübstitüe edilmesi, bu moleküllerin sudaki düşük çözünürlüklerinin giderilmesine ek olarak kemoterapi ile FDT'yi kombine etmeye de olanak sağlar. Günümüzde ışığa duyarlı moleküller ile histon deasetilaz inhibitörlerinin kombine kullanımları oldukça sınırlı olup bu çalışmalardan hiçbirinde fotodinamik aktivite bir ftalosiyanin (Pc) türevi ile sağlanmamıştır. Bu tez çalışmasında bir histon deasetilaz inhibitörü (HDACi), 3-hidroksipiridin-2-tiyon sübstitiye silikon, çinko ve indiyum ftalosiyanin türevleri sentezlenerek moleküllerin anti-kanser aktiviteleri; içerdikleri metal ve sahip oldukları histon deasetilaz inhibitörü konumu (aksiyel, periferal, non-periferal) bağlamında iki farklı meme kanseri (MCF-7, çift pozitif ve MDA-MB-231, üçlü negatif) ile bir sağlıklı (insan endotelyal hücre hattı, HUVEC) hücre hatları üzerinde incelenmek amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, tüm Pc-HDACi türevlerinin hücrelerin farklı bölgelerine lokalize olduğunu (SiPc-HDACi türevi için nükleus ve nükleolus, ZnPc-HDACi türevleri için HDACi rezidülerinin konumuna bağlı olarak sitoplazma/membran ya da nükleus, InPc-HDACi türevleri için sitoplazma/membran ve mitokondri) ve farklı hücre ölüm mekanizmalarını aktive ettiğini göstermiştir. Özellikle SiPc-HDACi, yüksek singlet oksijen verimi ve histon deasetilaz inhibitör etkinliği ile FDT uygulamaları için gelecek vaat eden bir alternatif olarak ön plana çıkmaktadır.

Photodynamic therapy (PDT), which relies on the photosensitive molecules' local administration and activation via irradiation at a specific wavelength (600–800 nm) has been studied years for many diseases; it is especially promising in cancer therapy due to its specificity and sensitivity. Upon absorbing photons, photosensitizer transforms from its ground state to an excited singlet state that emits fluorescence while a portion of the excited singlet state molecules are transformed into the excited triplet state that forms free radicals or radical ions. Substitution of photosensitizer molecules with chemotherapy drugs enables not only to increase their solubility in aqueous media but also to combine chemotherapeutic action with PDT. Currently, combinatorial administration of histone deacetylase inhibitors (HDACi) and photosensitizer molecules are restricted while none of them involves a phthalocyanine derivative. In this thesis project, we aimed to synthesize a HDACi (3-hydroxypyridine-2-thione) bearing silicon, zinc and indium phthalocyanine derivatives and investigate their anti-cancer mechanisms on two breast cancer (MCF-7, double positive and MDA-MB-231, triple negative) cell lines as well as a healthy (human endothelial cell line, HUVEC) cell lines in terms of the metal coordinated and substitution of the HDACi residues (axial, peripheral, non-peripheral). Our results revealed that all Pc-HDACi derivatives are localized to different regions of the cells (nucleus and nucleolus for SiPc-HDACi, cytoplasm/membrane or nucleus for ZnPc-HDACi derivatives according to the position of HDACi moieties, cytoplasm/membrane and mitochondria for InPc derivatives) and induced different programmed cell death pathways. Among all Pc-HDACi derivatives, SiPc-HDACi stands out as a promising alternative for PDT applications thanks to its' high singlet oxygen yield and effective HDAC inhibitory action.
Özgün çinko, indiyum ve silisyum ftalosiyaninlerin anti-kanser etkinliklerinin değerlendirilmesi
Keywords: Biyoteknoloji; Biotechnology; Kimya