Ecz. Meliha Ekinci
Kanser tanısı için monoklonal antikor yüklü
radyofarmasötiklerin geliştirilmesi ve etkinliğinin in vitro/in vivo
çalışmalarla değerlendirilmesi
Projemizin amacı, ülkemizde ve dünyada en sık görülen kanser
türlerinden biri olan akciğer kanserinin erken tanısında kullanılmak üzere,
hedef hücrelerde yüksek tutulum göstererek sintigrafik ayırımın iyi, sağlıklı
hücrelerdeki radyasyon hasarının düşük olacağı, nükleer onkoloji hastalarında
tanı amacı ile kullanılabilecek, monoklonal antikor (atezolizumab) içeren,
nanopartiküler yapıda, SPECT görüntülemeye uygun, 99mTc ile işaretli
yeni bir radyofarmasötik (nanobiyoradyofarmasötik) geliştirmektir.
Projemizde ilk olarak
atezolizumabın hedef dokulara daha etkin bir şekilde ulaşmasını sağlamak üzere
nanotaşıyıcı bir sistem içinde verilmesi için çalışmalar gerçekleştirilmiştir.
Bu amaçla, PLA/PVA nanopartikülleri çift emülsifikasyon/çözücü buharlaştırma
yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Bir
dizi kontrollü deney serisi gerçekleştirilerek çeşitli parametrelerin etkisinin
değerlendirildiği çalışmalarda, fizikokimyasal karakterizasyon ve
yüzey/morfolojik özellik analizlerin yanı sıra tasarımla kalite (QbD)
yaklaşımından da yararlanılarak ideal formülasyon koşulları belirlenmiştir (https://doi.org/10.1021/acsomega.2c02141).
İdeal özelliklere sahip PLA/PVA
nanopartiküllerin yüzeyi atezolizumab ile fonksiyonlandırılmıştır.
PLA/PVA/Atezolizumab nanopartiküllerinin fizikokimyasal karakterizasyon
analizleri sonucunda, uygun partikül boyutuna (230,6±1,768 nm) ve dağılımına
(0,163±0,036), zeta potansiyeline (-2,23±0,55 mV) ve yüksek antikor
bağlanmasına (%80,58) (https://doi.org/https://doi.org/10.30714/j-ebr.2022275813) sahip olduğu görülmüştür. AFM ve SEM
görüntülerinde nanopartiküllerin küresel özelliklere sahip olduğu tespit
edilmiş, XPS analizinde ise atezolizumabın nanopartiküllerin yüzeyinde konjuge
olduğu gösterilmiştir. Hızlandırılmış ve uzun dönem stabilite çalışmaları
kapsamında nanopartiküllerin fizikokimyasal özelliklerinin değişmediği
bulunmuştur.
PLA/PVA/Atezolizumab
nanopartikülleri SPECT görüntülemeye uygun olacak şekilde 99mTc
radyonüklidi ile uygun koşullarda başarıyla radyoişaretlenmiş ve
radyofarmasötik için gereken tüm kalite kontrol testlerine tabii tutulmuştur.
Radyoişaretli nanopartiküllerin işaretleme verimlerinin 5. dakikadan itibaren
%99’un üzerinde olduğu ve 6 saat boyunca stabil olduğu bulunmuştur.
99mTc ile
işaretlenen PLA/PVA/Atezolizumab nanopartikülleri ile in vitro kalite
kontrol, sitotoksisite ve hücre kültürü çalışmaları yapılmıştır. 99mTc-PLA/PVA/Atezolizumab
nanopartiküllerinin Tümör/Normal hücre tutulum oranları A-549 (küçük hücreli
dışı akciğer kanseri) ve L-929 (sağlıklı fibroblast) hücre hatları kullanılarak
yapılan çalışmalar ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Gerçekleştirilen in
vitro hücre tutulumu çalışmaları sonucunda, 99mTc-PLA/PVA/Atezolizumab
nanopartiküllerinin kanserli hücrede sağlıklı hücreden daha yüksek bir tutulum
gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, alınan akım sitometri ve
MTT analiz sonuçlarından nanopartiküllerin hücre hatlarında sitotoksisite
göstermedikleri görülmüştür.
Ürünün ticarileştirilebilmesi ve
piyasaya sunulabilmesi için yeni geliştirilen PLA/PVA/Atezolizumab nanopartiküllerin
99mTc ile radyoişaretlemeye hazır (ready-to-use) soğuk kitleri
hazırlanmış ve bitmiş ürününe ait tüm fizikokimyasal ve radyoaktif kalite
kontrol testleri gerçekleştirilmiştir. 12 ay boyunca stabil bulunan liyofilize
kitlerin aynı zamanda steril olduğu, pirojen içermediği ve hipertonik olduğu
gösterilmiştir.
Radyofarmasötiklerin hedef dokuda
yüksek tutulumu, iyi kalitede görüntü alınmasını sağlarken hedef olmayan
dokudaki radyasyon hasarını da azaltmaktadır. Bu nedenle radyofarmasötiklerin
hedef dokuda, hedef dışı dokunun 2 katı ve üzerinde tutuluma sahip olması
tercih edilir. Bu bilgilerin ışığında, akciğer kanseri taşıyan nude farelerde
gerçekleştirilen biyodağılım çalışmaları sonucunda, 99mTc ile
radyoişaretli atezolizumab ile aktif hedefli nanopartikül formülasyonunun (99mTc-PLA/PVA/Atezolizumab
nanopartikülleri), hedef (kanser) dokuda sağlıklı dokuya göre 1.saatte 17 kat
yüksek tutulum gösterdiği ve aynı zamanda atezolizumab içermeyen formülasyona
kıyasla da tutulum oranının anlamlı şekilde yüksek olduğu (>14 kat) tespit
edilmiştir (https://doi.org/10.1016/j.ejpb.2022.05.006). Radyofarmasötiğin biyodağılımı
incelendiğinde böbrek yolu ile elimine edildiği ve herhangi bir organda yüksek
tutulum göstermeyerek hızla vücuttan atıldığı gözlemlenmiştir.
İlaç, tıbbi cihaz ve tanı kitinde yerlilik oranımız dışa
bağımlılık oranına kıyasla daha düşük seviyededir ve bu dışa bağımlılık
finansal açıdan ülkemize ciddi bir yük getirmektedir. Proje çalışmaları
kapsamında, erken evre KHDAK tanısında kullanılmak üzere PD-L1 reseptörüne
spesifik olarak tasarlanmış, SPECT görüntülemeye uygun, hücresel düzeyde tanı
imkânı veren yerli ve milli nanoyapılı biyoteknolojik ürün içeren bir
radyofarmasötik geliştirilmiştir. Bu sayede, yerli radyofarmasötiklerin üretimi
alanında yapılacak Ar-Ge çalışmaları, teknoloji transferinin
gerçekleştirilmesi, yatırım ve tesisleşmeyle hem sağlık hem de ekonomi
açısından ülkemizin refah düzeyine katkı sağlanacaktır. Projemizin orijinalliği, Ege Üniversitesi Ebiltem Teknoloji Transfer
Ofisi’nden alınan yenilik belgesi ile desteklenmiştir.
Projede kullanılan tekniklerin ilaç endüstrisi açısından da
uygulanabilir olması, yüksek ölçekli üretime uygun, etkin ve güvenilir yeni bir
radyofarmasötik üretimine imkân verebilecektir. Böylelikle geliştirilen
radyofarmasötik formülasyonları ilaç endüstrisi kullanımına soğuk kit olarak
bir ürün halinde sunulabilecektir. Literatüre tamamen yenilik getiren ve
laboratuvar ölçekli üretimi tamamlanan radyofarmasötiğin ticari preparat olarak
kullanımı için gerekli çalışmaların sağlanması açısından endüstri partneri
arayışımız devam etmektedir (THS 4-5 seviyesi). Klinik çalışmalar tamamlandığında geliştirdiğimiz
radyofarmasötiğin küçük hücreli dışı akciğer
kanseri tanısında kullanımının ve akciğer kanseri hastalarında tedaviye verilen
yanıtın değerlendirilmesinde etkin bir rol oynayacağı düşünülmektedir.
Ayrıca proje kapsamında geliştirilen ve hedefe özgünlüğü
kanıtlanan farmasötik kısmın tedavi edici bir radyonüklid ile işaretlenerek
kanser tedavisinde de kullanım potansiyeli bulunmaktadır.
Proje numarası: TÜBİTAK 220S361