Μελέτη εγκλεισμού του φυσικού προϊόντος κουρκουμίνη σε βιοσυμβατά νανοσυστήματα και αξιολόγηση της αλληλεπίδρασής τους με το ctDNA

Πάλλιος, Κωνσταντίνος; Pallios, Konstantinos

dc.contributor.author	Πάλλιος, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Pallios, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2021-11-24T11:15:21Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54099
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21797
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Κουρκουμίνη	el
dc.subject	β-κυκλοδεξτρίνες	el
dc.subject	Χιτοζάνη	el
dc.subject	Σύμπλοκα εγκλεισμού	el
dc.subject	Επικαλυμμένα νανοσωματίδια	el
dc.subject	Μελέτη απελευθέρωσης	el
dc.subject	Κινητική μοντελοποίηση	el
dc.subject	Curcumin	en
dc.subject	β-cyclodextrins	en
dc.subject	Chitosan	en
dc.subject	Inclusion complexes	en
dc.subject	Coated nanoparticles	en
dc.subject	Release study	en
dc.subject	Kinetic modeling	en
dc.subject	ctDNA	en
dc.title	Μελέτη εγκλεισμού του φυσικού προϊόντος κουρκουμίνη σε βιοσυμβατά νανοσυστήματα και αξιολόγηση της αλληλεπίδρασής τους με το ctDNA	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Φαρμακευτική Χημεία	el
heal.classification	Νανοτεχνολογία	el
heal.classification	Νανοϊατρική	el
heal.dateAvailable	2022-11-23T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-08
heal.abstract	Η κουρκουμίνη είναι ένα φυσικό προϊόν που παρουσιάζει πληθώρα βιολογικών δράσεων, μεταξύ αυτών αντιοξειδωτική, αντιφλεγμονώδη, αντιμικροβιακή και αντικαρκινική δράση. Ωστόσο, η αποτελεσματικότητα της κουρκουμίνης περιορίζεται λόγω της χαμηλής της βιοδιαθεσιμότητας, η οποία οφείλεται στην πολύ μικρή διαλυτότητα στο νερό καθώς και στον γρήγορο μεταβολισμό και αποβολή της από τον οργανισμό. Οι κυκλοδεξτρίνες είναι μία οικογένεια κυκλικών ολιγοσακχαριτών, αποτελούμενες από επαναλαμβανόμενα μόρια α-D-γλυκοπυρανόζης συνδεδεμένα με α-1,4-γλυκοζιτικούς δεσμούς. Έχουν την ικανότητα να σχηματίζουν σύμπλοκα εγκλεισμού με ένα ευρύ φάσμα στερεών, υγρών και αερίων ενώσεων. Η χιτοζάνη είναι ένα πολλά υποσχόμενο βιοπολυμερές, που παρουσιάζει υψηλή βιοσυμβατότητα, βιοαποικοδομησιμότητα και βλεννοκολλητικές ιδιότητες. Ο συνδυασμός της χιτοζάνης με άλλους φορείς μπορεί να οδηγήσει σε συστήματα τροποποιημένης αποδέσμευσης. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχηματισμός συμπλόκων εγκλεισμού της κουρκουμίνης με την β-κυκλοδεξτρίνη (β-CD) και με τις τροποποιημένες 2-υδροξυπροπυλο-βκυκλοδεξτρίνη (HP-β-CD) και μέθυλο-β-κυκλοδεξτρίνη (Me-β-CD) με στόχο τη βελτίωση της βιοδιαθεσιμότητάς της. Η σύνθεση των συμπλόκων πραγματοποιείται με δύο μεθόδους: τον σχηματισμό με λειοτρίβηση (kneading) και τον σχηματισμό μέσω εξάτμισης διαλύτη και λυοφιλοποίησης (solvent evaporation & freeze drying). Οι αποδόσεις διεργασίας κυμαίνονται από 73–93% ενώ οι αποδόσεις εγκλεισμού της μεθόδου σύνθεσης των συμπλόκων με λειοτρίβηση (kneading) κυμαίνονται από 65–81%. Τα σύμπλοκα εγκλεισμού που σχηματίζονται, χαρακτηρίζονται με δυναμική σκέδαση φωτός (DLS) ως προς το μέγεθος, τον δείκτη πολυδιασποράς (PdI) και το ζ–δυναμικό. Παράλληλα, μελετώνται δομικά με χρήση φασματοσκοπίας πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (1Η NMR) και υπέρυθρης φασματομετρίας μετασχηματισμού Fourier (FT–IR) προκειμένου να κατανοηθούν οι πιθανές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του φιλοξενούμενου μορίου και του μορίου ξενιστή και να επιβεβαιωθεί ο επιτυχής εγκλεισμός της ένωσης. Επιπλέον, γίνεται μελέτη απελευθέρωσης της κουρκουμίνης από τα σύμπλοκα (σε συνθήκες pH=7.4, T=37oC) και κινητική μοντελοποίηση και προκύπτει ότι τα σύμπλοκα εγκλεισμού Cur–βCD, Cur–HP-β-CD και Cur–Me-β-CD παρουσιάζουν απότομη απελευθέρωση («burst effect») στις πρώτες 4 h (>50% απελευθέρωση) και σταθεροποίηση της αποδέσμευσης («plateau») μετά από 5 h. Για την εξασφάλιση παρατεταμένης αποδέσμευσης και ενός πιο ήπιου προφίλ απελευθέρωσης πραγματοποιείται επικάλυψη των παραγόμενων συμπλόκων με χιτοζάνη, μέσω της μεθόδου ιονοτροπικής πηκτωμάτωσης με αποτέλεσμα τη δημιουργία νανοσωματιδίων. Από την αντίστοιχη μελέτη απελευθέρωσης παρατηρείται μετρίαση του burst effect (17-28% στις πρώτες 4 h) ενώ σημειώνεται απελευθέρωση της κουρκουμίνης ακόμα και μετά από 288 h (12 μέρες). Από την κινητική μοντελοποίηση της απελευθέρωσης προκύπτει ότι τα κινητικά μοντέλα Higuchi και Korsmeyer–Peppas περιγράφουν με ικανοποιητική ακρίβεια την απελευθέρωση της κουρκουμίνης και ότι στην περίπτωση των συμπλόκων ο μηχανισμός απελευθέρωσης είναι η διάχυση μέσω ανώμαλης μεταφοράς (non-Fickian) ενώ στα επικαλυμμένα νανοσωματίδια η Fickian διάχυση. Μελετάται επίσης η αλληλεπίδραση της κουρκουμίνης και των συμπλόκων εγκλεισμού με το DNA θύμου αδένα βοδιού (calf thymus DNA, ctDNA) μέσω πειραματικών και υπολογιστικών μελετών, καθώς η αλληλεπίδραση αυτή μπορεί να οδηγήσει σε αξιοποίηση της κουρκουμίνης για αντικαρκινικές εφαρμογές. Προκύπτει ότι η κουρκουμίνη αλληλεπιδρά με το DNA μέσω δέσμευσης στη μικρή αύλακα και αποσταθεροποίησης του δίκλωνου μορίου και ότι η αλληλεπίδραση είναι πολύ πιο ισχυρή στην περίπτωση των συμπλόκων εγκλεισμού, υποδεικνύοντας βελτίωση της δραστικότητας της κουρκουμίνης χάρη στις κυκλοδεξτρίνες–φορείς.	el
heal.advisorName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Μαμμά, Διομή	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Χημικών Επιστημών (I). Εργαστήριο Οργανικής Χημείας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	100 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false