MR-kontrasztanyagok tumorspecifikus célbajuttatására alkalmas nanorészecskék előállítása és in vitro, in vivo tesztelése

dc.contributor.advisorVámosi, György
dc.contributor.advisorKollár, József
dc.contributor.authorHajdu, István
dc.contributor.authorvariantHajdu, István
dc.contributor.departmentMolekuláris orvostudomány doktori iskolahu
dc.contributor.submitterdepDE--Általános Orvostudományi Kar -- Biofizikai és Sejtbiológiai intézet
dc.date.accessioned2014-08-22T09:19:01Z
dc.date.available2014-08-22T09:19:01Z
dc.date.defended2014-09-08
dc.date.issued2014
dc.description.abstractKutatómunkám során a kitozán és a poli-gamma-glutaminsav önrendeződésével olyan stabilis nanohordozót állítottunk elő, amely 100-120 nm hidrodinamikai méretű és felületi töltése negatív, valamint képes paramágneses Gd(III)-ionok, illetve szuperparamágneses SPION részecskék szállítására. A nanohordozót alkotó biopolimerek funkciós csoportjai révén sikerült folsavat mint célbajuttató molekulát kapcsolni a nanohordozóhoz, megvalósítva ezáltal a targetált kontrasztanyag nanorészecskék előállítását. Elvégeztük a paramágneses MR-kontrasztanyag nanorészecskék teljes körű fizikai-kémiai vizsgálatát, és feltártuk a nanorészecskék tulajdonságait befolyásoló tényezőket. Kimutattuk, hogy a biopolimerek koncentrációja, összeöntésének sorrendje és aránya, valamint a közeg pH-ja hogyan befolyásolja a nanohordozó tulajdonságait. Összefüggést állítottunk fel a szállított Gd(III)-ionok mennyisége és a nanohordozó részecskék mérete között. MR T1 méréssel igazoltuk a nanorészecskék paramágneses, szignálintenzitást növelő, valmint T1 relaxációs időt csökkentő tulajdonságát. A SPION tartalmú targetált nanohordozó esetén fantom MR-vizsgálatokkal igazoltuk a szuperparamágneses, T2 relaxációs időt csökkentő hatást. Konfokális mikroszkópos, áramlási citometriás, valamint in vitro MR-vizsgálatokkal igazoltuk, hogy a folsavval targetált paramágneses, illetve szuperparamágneses nanorészecskék specifikusan halmozódnak a tanulmányozott folát receptorokat overexpresszáló tumorsejtekben, szállítják az MR-aktív ligandumokat (Gd(III)-ionokat, ill. SPION-t), és ezáltal jelentős kontrasztot idéznek elő az MR-felvételeken. HeDe tumoros Ficher 344 patkány, valamint HeLa tumoros nude egér modelleken teszteltük a paramágneses folát-targetált nanorészecskék halmozódását in vivo. MR-felvételekkel igazoltuk, hogy az előállított nanorészecskék hatékony paramágneses kontrasztanyagként viselkedtek in vivo, mindkét tanulmányozott állat- és tumormodell esetén. A nanorészecskék specifikusan halmozódtak a vizsgált tumorban, és jelentős kontrasztot hoztak létre a kontroll állatokkal történt összehasonlítás során. A SPION tartalmú folát-targetált nanorészecske mint T2 MR-kontrasztanyag hatását in vivo HeLa tumoros nőstény athymicus nude egereken teszteltük. A T2 súlyozott MR-felvételek alapján megállapítottuk, hogy a folát-targetált kontrasztanyag nanorészecskék akkumulálódtak a tumorban, és jelentősen csökkentették a tumorszövet relaxációs idejét. Összegezve, sikerült olyan biopolimer alapú, tumorspecifikus paramágneses, illetve szuperparamágneses nanorészecske MR-kontrasztanyagokat előállítani, amelyek alkalmazásával nagyban elősegíthető a korai tumordiagnosztika. Stable nanocarriers were successfully prepared by self-assembly of chitosan and poly-gamma-glutamic acid biopolymers. These nanoparticles have 100-120 nm hydrodynamic size, negative surface charge, and are able to transport paramagnetic Gd(III) ions or superparamagnetic SPIONs. Folic acid as targeting molecule was successfully coupled to the biopolymers via their functional groups to realize the preparation of targeted contrast agent nanoparticles. Full physico-chemical characterization of paramagnetic MR contrast agent nanoparticles was performed, and factors that influence the parameters of nanoparticles were defined. It was established that concentration and ratio of biopolymers, the order of addition and the pH of the environment effect the properties of nanocarriers. The transported Gd(III) ions changed the size of nanocarrier particles, MR T1 measurements confirmed that the nanoparticles are paramagnetic and can increase the signal intensity and raduce T1 relaxation time. In case of SPION-containing targeted nanocarriers phantom MR measurements were performed to confirm the superparamagnetic effect of nanoparticles, which can reduce the T2 relaxation time. SPION content of nanoparticles was measured and their effect on T2 relaxation time was determined. Confocal microscopic, flow cytometric and in vitro MR investigations were carried out to confirm that folate targeted paramagnetic and superparamagnetic nanoparticles specifically accumulate in the studied tumor cells overexpressing folate receptors, transport the MR active ligands (Gd(III) ions, SPIONs) and therefore they can cause significant contrast in MR images. HeDe tumor bearing Ficher 344 rat models and HeLa tumor bearing nude mice were used to test the accumulation of paramagnetic folate targeted nanoparticles in vivo. Based on the MR images it was confirmed that the developed nanoparticles behaved as effective paramagnetic contrast agent for both studied animal and tumor models. The nanoparticles specifically accumulated in studied tumors and caused significant contrast compared to control animals. In vivo investigation of SPION-loaded folate targeted nanoparticles as T2 MR contrast agents was performed using HeLa tumor bearing female athymic nude mice. Based on the T2-weighted MR images it was established that folate targeted contrast agent nanoparticles accumulate in tumor and significantly reduce the relaxation time of tumor tissue. Summarizing, biopolymer-based, tumorspecific paramagnetic or superparamagnetic nanoparticulate MR contrast agents were successfully prepared, which can facilitate the early tumor diagnosis.hu_HU
dc.description.correctorNE
dc.format.extent98hu_HU
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/2437/195777
dc.language.isohuhu_HU
dc.language.isoenhu_HU
dc.subjectfolát-targetálthu_HU
dc.subjectönrendeződő nanorészecske
dc.subjectMR-kontrasztanyag
dc.subjectin vivo tumor halmozás
dc.subjectfolate-targeted
dc.subjectself-assembled nanoparticle
dc.subjectMR contrast agent
dc.subjectin vivo tumor accumulation
dc.subject.disciplineElméleti orvostudományokhu
dc.subject.sciencefieldOrvostudományokhu
dc.titleMR-kontrasztanyagok tumorspecifikus célbajuttatására alkalmas nanorészecskék előállítása és in vitro, in vivo tesztelésehu_HU
dc.title.translatedPreparation and in vitro, in vivo investigation of nanoparticles for tumor specific targeted delivery of MR contrast agentshu_HU
dc.typePhD, doktori értekezéshu
Fájlok
Eredeti köteg (ORIGINAL bundle)
Megjelenítve 1 - 8 (Összesen 8)
Nincs kép
Név:
ertekezes.docx
Méret:
9.29 MB
Formátum:
Unknown data format
Leírás:
Értekezés_HI - Nem hozzáférhető
Nincs kép
Név:
Tezisek_magyar.docx
Méret:
956.31 KB
Formátum:
Unknown data format
Leírás:
Magyar tézis_HI - Nem hozzáférhető
Nincs kép
Név:
Tezisek_angol.docx
Méret:
667.6 KB
Formátum:
Unknown data format
Leírás:
Angol_tezis_HI - Nem hozzáférhető
Nincs kép
Név:
meghivo.docx
Méret:
15.8 KB
Formátum:
Unknown data format
Leírás:
Meghívó_HI - Nem hozzáférhető
Betöltés ...
Bélyegkép
Név:
ertekezes_t.pdf
Méret:
3.46 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Értekezés_HI
Betöltés ...
Bélyegkép
Név:
meghivo_t.pdf
Méret:
25.07 KB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Meghívó_HI
Betöltés ...
Bélyegkép
Név:
Tezisek_angol_t.pdf
Méret:
1.97 MB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Angol_tezis_HI
Betöltés ...
Bélyegkép
Név:
Tezisek_magyar_t.pdf
Méret:
664.8 KB
Formátum:
Adobe Portable Document Format
Leírás:
Magyar tézis_HI