ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNASYON BİRİMİ KOORDİNATÖRLÜĞÜNE

Transkript

1 EK-11 ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ KOORDİNASYON BİRİMİ KOORDİNATÖRLÜĞÜNE Proje Türü Proje No : Hızlandırılmış Destek Projesi (HDP) : 15H Proje Yöneticisi : Prof. Dr. Sibel Ayşıl Özkan Proje Başlığı : Antipsikotik Aripiprazol ilaç etken maddesinin DNA ve hasarlı DNA ile etkileşiminin elektrokimyasal olarak incelenmesine ait biyosensör geliştirilmesi Yukarıda bilgileri yazılı olan projemin kesin raporunun e-kütüphanede yayınlanmasını; İSTİYORUM İSTEMİYORUM GEREKÇESİ:... /... / 20 Prof. Dr. Sibel Ayşıl Özkan

2 EK-11 ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ SONUÇ RAPORU Antipsikotik Aripiprazol ilaç etken maddesinin DNA ve hasarlı DNA ile etkileşiminin elektrokimyasal olarak incelenmesine ait biyosensör geliştirilmesi Prof. Dr. Sibel Ayşıl Özkan Arş. Gör. Dr. Burcu Dogan-Topal Arş. Gör. Sevinc Kurbanoglu 15H Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Ankara

3 EK-11 I. Projenin Türkçe ve İngilizce Adı ve Özetleri Türkçe Adı : Antipsikotik Aripiprazol ilaç etken maddesinin DNA ve hasarlı DNA ile etkileşiminin elektrokimyasal olarak incelenmesine ait biyosensör geliştirilmesi İngilizce Adı : Electrochemical investigation of interaction of the antipsychotic drug aripiprazole with DNA and damage DNA Özetleri : Bu projede Antipsikotik Aripiprazol ilacı ile DNA etkileşimini elektrokimyasal olarak incelemeye yönelik DNA biyosensörü geliştirilmiştir. Elektrokimyasal tayin yöntemi olarak dönüşümlü voltametri ve diferansiyel puls voltametri tekniği kullanılmıştır. Camsı karbon elektrot kullanılarak geliştirilen biyosensör, DNA miktarı, etkileşme süresi, madde ve DNA derişimindeki değişimin yanıta etkisi ve tekrarlanabilirlik gibi bazı deneysel gibi parametrelerin optimizasyonundan sonra Aririprazol içeren preparatlara uygulanmıştır. Ayrıca UV ışık altında, askorbik asit, peroksit gibi maddeler ile DNA hasarı oluşturulmaya çalışılacak, hasarlı DNA ile Aririprazol ilacının etkileşmesi incelenmiştir. In this project, interaction of an antipsychotic agent, aripiprazole, with calf thymus double stranded deoxyribonucleic acid, was investigated by differential pulse voltammetry. The DNA-drug association interaction was confirmed by the differential pulse (DP) voltammetric technique. Using glassy carbon electrode, DNA amount interaciton time, effect of drug and DNA amount to the inteaction response, repeatability studies were performed. After optimization of these parameters, real sample application studies were performed containing aripiprazole. Moreover, damage by UV light, ascorbic acid and peroxidase studies were performed. The interaction between aripiprazole and damaged DNA was also investigated using differential pulse voltammetry.

4 II. Amaç ve Kapsam Nanoteknoloji, günümüz bilim dünyasının en yeni kavramlarından biridir. Nanoteknolojinin sağlık alanında kullanımı; ilaç taşıyıcıları, görüntüleme, nükleik asit analizleri, implant materyalleri, yapay doku ve nano-cerrahi gibi pek çok alanda mümkündür. Son zamanlarda sağlık sisteminin çok hızlı ve ucuz DNA testlerine olan ilgisi artmıştır. Elektrokimyasal DNA biyosensörleri, elektrokimyasal DNA çiplerinin bir ön basamağı olarak tasarlanmıştır. DNA biyosensörleri kullanılarak DNA ilaç etkileşimleri başarılı bir şekilde algılanabilmektedir. Bu algılama DNA ya ait elektroaktif bazlar olan guanin/adenin sinyali üzerinden ya da analizi yapılacak ilacın elektrokimyasal sinyali üzerinden sağlanabilir. Bu sinyallerdeki değişimlere göre DNA ilaç etkileşimleri hakkında yorumlar yapılabilir. Aripiprazol Dopamin Sistemi Dengeleyici Ajanlar grubundan bir ilaçtır. Bu özelliğinden dolayı özellikle daha az ekstrapiramidal yan etki yapma, metabolik sendrom açısından daha az risk taşıma, prolaktin düzeyinde artışa neden olmama ve daha az geç diskinezi riskine sahip olma özellikleriyle tanınır. Aripiprazol birtakım ruhsal bozuklukların düzeltilmesine yardımcı (antipsikotik) bir ilaçtır. Aripiprazol beyindeki bazı kimyasalların etkilerini değiştirerek çalışır. Çalışmamızda tek kullanımlık elektrokimyasal genosensör tasarlayarak, DNA hedefli maddelerin DNA ile etkileşmesini inceleyerek, gelecekte yeni anti-depressan ilaç hedefleme çalışmalarına yeni bir boyut getirmeyi ve yakın gelecekte piyasaya sürülecek DNA biyoçiplerinin teknolojisini oluşturacak olan elektrokimyasal genosensörlerinin bir prototipini geliştirmeyi hedeflemiştik. Proje kapsamında, aripiprazol ilaç etken maddesi DNA ile etkileşimini incelemeye yönelik yüksek hassasiyet özelliğinde, ucuz, hızlı ve doğru bir şekilde tespit yapabilmemizi sağlayabilecek DNA biyosensör sistemi oluşturduk. İlk aşamada Aripiprazol için ilaç-dna etkileşmelerine dayalı biyosensörler geliştirilmesi, ikinci aşamada ise DNA hasarının oluşturulması ve daha sonra da bu yöntemlerin Aripiprazol içeren preparatlara uygulanması başarılı bir şekilde yapılmıştır. III. Materyal ve Yöntem Proje sonuçlarını içeren, ISI nın SCI kapsamında hakemli dergilerde yayınlanmış makalesi, III. Materyal ve Yöntem ve IV. Analiz ve Bulgular bölümleri yerine kabul edilmesinden ötürü yayın ek olarak verilmiştir. IV. Analiz ve Bulgular Proje sonuçlarını içeren, ISI nın SCI kapsamında hakemli dergilerde yayınlanmış makalesi, III. Materyal ve Yöntem ve IV. Analiz ve Bulgular bölümleri yerine kabul edilmesinden ötürü yayın ek olarak verilmiştir.

5 V. Sonuç ve Öneriler Sonuç olarak, bu projede, Bu projede Antipsikotik Aripiprazol ilacı ile DNA etkileşimini elektrokimyasal olarak incelemeye yönelik DNA biyosensörü geliştirilmiştir. Elektrokimyasal tayin yöntemi olarak dönüşümlü voltametri ve diferansiyel puls voltametri tekniği kullanılmıştır. Camsı karbon elektrot kullanılarak geliştirilen biyosensör, DNA miktarı, etkileşme süresi, madde ve DNA derişimindeki değişimin yanıta etkisi ve tekrarlanabilirlik gibi bazı deneysel gibi parametrelerin optimizasyonundan sonra Aririprazol içeren preparatlara uygulanmıştır. Ayrıca UV ışık altında, askorbik asit, peroksit gibi maddeler ile DNA hasarı oluşturulmaya çalışılacak, hasarlı DNA ile Aririprazol ilacının etkileşmesi incelenmiştir. Modern DNA teşhis ve nükleik asit araştırmalarında özellikle guanin yükseltgenme sinyalinin izlenmesi temeline dayalı sıyırma voltametrisi kullanımıyla elektroanalizin bu alanda kullanımı artmıştır. DNA daki elektroaktif bazlara ait sinyallerdeki değişiklikler ya da analizi yapılacak maddeye ait elektrokimyasal sinyaldeki değişiklikler, analit ile DNA arasındaki etkileşimleri güvenilir bir şekilde ortaya koymaktadır. Katı elektrotlarla yapılan voltametrik analizler maddenin farmakolojik aktivitesi ve biyotransformasyonu hakkında bilgi vermesinin yanında, modifiye elektrot geliştirilmesiyle o maddeye duyarlı analiz sağladığı için, katı elektrotlarla yapılan çalışmalar, yüksek basınçlı sıvı kromatografisi için dedektör geliştirilmesine yardımcı olduğu için, bu elektrotlarla geliştirilen yöntemlerin daha sonra mikro elektrotlarla in vivo tayinlerde kullanılabileceği için ayrıca önem taşımaktadır. VI. Kaynaklar A. Erdem, M. Ozsoz, Electrochemical DNA Biosensors Based on DNA-Drug Interactions, Electroanalysis 14 (2002) 965. A. Ferancová, S. Rengaraj, Y. Kim, J. Labuda, M. Sillanpää, Electrochemical determination of guanine and adenine by CdS microspheres modified electrode and evaluation of damage to DNA purine bases by UV radiation, Biosens. Bioelectron. 26 (2010) 314. A. M. Nowicka, E. Zabost, M. Donten, Z. Mazerska, Z. Stojek, Electrochemical and spectroscopic procedures for examination of interactions between double stranded DNA and intercalating drugs, Anal. Bioanal. Chem. 389 (2007) B. Dogan-Topal, B. Bozal-Palabiyik, S. A. Ozkan, B. Uslu, Investigation of anticancer drug lapatinib and its interaction with dsdna by electrochemical and spectroscopic techniques, Sensors Actuators B 194 (2014) 185. D. I. Velligan, R. S. Kern, J. M. Gold, Cognitive rehabilitation for schizophrenia and the putative role of motivation and expectancies, Schizophr Bull. 32 (2006) 474. E. Palecek, M. Fojta, F. Jelen, V. Vetterl, Electrochemical analysis of nucleic acids, in: A.J. Bard, M. Stratmann (Eds.), The Encyclopedia of Electrochemistry, Bioelectrochemistry, 9, Wiley-VCH Verlag, Weinheim, J. Galandova, G. Ziyatdinova, J. Labuda, Disposable electrochemical biosensor with multiwalled carbon nanotubes-chitosan composite layer for the detection of deep DNA damage, Anal. Sci. 24 (2008) 711. J. Labuda, V. Vyskocil, DNA/Electrode Interface, Detection of Damage to DNA Using DNA Modified Electrodes. In: Encyclopedia of Applied Electrochemistry, G. Kreysa, K. Ota, R.F. Savinell, (Eds.), Springer New York, 2014, p 346. J. Labuda; A. M. O. Brett, G. Evtugyn, M. Fojta, M. Mascini, M. Ozsoz, I. Palchetti, E. Pale?ek, J. Wang, Electrochemical nucleic acid-based biosensors: concepts, terms, and methodology (IUPAC Technical Report), Pure Appl. Chem. 82 (2010) J. N. Picada, B. J. N. D. Santos, F. Celso, J. D. Monteiro, K. M. D. Rosa, L. R. Camacho, L. R. Vieira, T. M. Freitas, T. G. D. Silva, V. M. Pontes, K. S. Kern, M. F. Green, B. A. Cornblatt, J. R. Owen, R. D. McQuade, W. H. Carson, M. Ali, R. Marcus, The neurocognitive effects of aripiprazole: an open-label comparison with olanzapine, Psychopharmacol. 187 (2006) 312. L. Hlavata, K. Benikova, V. Vyskocil, J. Labuda, Evaluation of damage to DNA induced by UV-C radiation and chemical agents using electrochemical biosensor based on low molecular weight DNA and screen-printed carbon electrode, Electrochim. Acta 71 (2012) 134. L. R. Wang, N. Qu, L. H. Guo, Electrochemical Displacement Method for the Investigation of the Binding Interaction of Polycyclic Organic Compounds with DNA, Anal. Chem. 80 (2008) M. Sirajuddin, S. Ali, A. Badshah, Drug-DNA interactions and their study by UV-Visible, fluorescence spectroscopies and cyclic voltammetry, J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 124 (2013) 1. P. D. Harvey, M. F. Green, R. S. Keefe, D. I. Velligan, Cognitive functioning in schizophrenia: a consensus statement on its role in the definition and evaluation of effective treatments for the illness, J. Cli. Psychiatry 65 (2004) 361. R. Kalaichelvi, B. Thangabalan, D. S. Rao, E. Jayachandran, UV Spectrophotometric Determination of Aripiprazole in Bulk and Pharmaceutical Formulation, E-Journal Chem. 6 (2009) S87. S. A. Ozkan, Electroanalytical Methods in Pharmaceutical Analysis and Their Validation, 1st ed., HNB Publ, S. Rauf, J. J. Gooding, K. Akhtar, M. A. Ghauri, M. Rahman, M. A. Anwar, A. M. Khalid, Electrochemical approach of anticancer drugs-dna interaction, J. Pharm. Biomed. Anal. 37 (2005) 205. V. C. Diculescu, A. M. C. Paquim, A. M. O. Brett, Electrochemical DNA Sensors for Detection of DNA Damage, Sensors 5 (2005) 377. Y. Ni, D. Lin, S. Kokot, Synchronous fluorescence and UV-vis spectrometric study of the competitive interaction of chlorpromazine hydrochloride and Neutral Red with DNA using chemometrics approaches, Talanta 65 (2005) 1295.

6 VII. Ekler a) Mali Bilanço ve Açıklamaları: Bütçe Yılı 2015 Bütçe Kodu Açıklama 03.2 TÜKETİME YÖNELİK MAL VE MALZEME ALIMLARI Önceki Yıldan Devir Başlangıç Ödeneği Ekle nen Akta rma Detaylar Düşülen Aktarma Eklenen Net Ödenek Ödenek Harcanan Bloke Bloke Edilen Edilen Kalan (Avans)(Diğer) 0, ,00 0,00 0,00 0, , ,20 0,00 0,00 130,80 Toplam 0, ,00 0,00 0,00 0, , ,20 0,00 0,00 130,80 Tüm malzemeler alınmıştır. b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar: - c) Teknik ve Bilimsel Ayrıntılar: - d) Sunumlar (bildiriler ve teknik raporlar): Sözlü Sunum: Sevinc Kurbanoglu, Burcu Dogan-Topal, Lenka Hlavata, Jan Labuda, Sibel A.Ozkan, Bengi Uslu, Detection of Damaged DNA-Antidepressant Drug Interaction Through Electrochemical DNA Biosensor, 26th International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 5-8 Temmuz 2015, Tiflis, Gürcistan, Sevinc Kurbanoglu, Burcu Dogan-Topal, Lenka Hlavata, Jan Labuda, Sibel A. Ozkan, Bengi Uslu, Electrochemical interaction of antidepressant drug aripiprazole with DNA and DNA damage induced by UV-C radiation and chemical agents, ESEAC 2014, June Malmö, Sweden. Poster Sunumu: Burcu Dogan-Topal, Sevinc Kurbanoglu, Lenka Hlavata, Jan Labuda, Bengi Uslu, Sibel A. Ozkan, UV-Visible Spectrophotometric Study Of The Interaction Of Aripiprazole With dsdna 5-8 Temmuz 2015, Tiflis, Gürcistan. e) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler: Sevinc Kurbanoglu, Burcu Dogan-Topal, Lenka Hlavata, Jan Labuda, Sibel A. Ozkan, Bengi Uslu Electrochemical investigation of an interaction of the antidepressant drug aripiprazole with original and damaged calf thymus dsdna, Electrochimica Acta , 2015