Biophysical characterization of protopophyrin loaded magnetoliposomes

Manyetolipozomlar, lipozom ve manyetik nanopartikül içeren, insan ve hayvanların terapötik uygulamalarında çeşitli biyoaktif moleküllerin dağıtılmasında yüksek potansiyeli olan yapılardır. Fotodinamik terapi çeşitli kanser tiplerinin tedavisinde fotosensitizar ve görünür ışık kullanımına dayanan bir metottur. Protoporfirin IX (PpIX) metal içermeyen porfirin yapıda bir fotosensitif ajandır ve nötral sulu ortamlarda agrage olması nedeniyle insan ve hayvan fizyolojisi çalışmalarında uygun olmamaktadır. Bu çalışmada amaç PpIX taşıyan manyetolipozomlar üretmek, karakterize etmek, ısı ve manyetik alana bağlı olarak yapının ilaç serbestlemesini, MCF7 hücre hattında toksisite ve fotodinamik etkinliğini incelemektir. PpIX'in fotodinamik terapide kullanılabilmesi için PpIX yüklü manyetolipozomlar üretilmiştir ve üretilen bu yapının biyofiziksel karakterizasyonu araştırılmıştır. Manyetolipozom üretmek için DPPC ve DSPE-PEG2000 lipidleri ve Fe3O4 nanopartikülleri kullanılmıştır. PpIX yüklü manyetolipozomların farklı konsantrasyonlarda toksisite ve in-vitro fotodinamik etkisi MCF7 hücre hattında araştırılmıştır. PpIX yüklü manyetolipozomların hidrodinamik çapları yaklaşık 220 nm olarak ölçülmüştür, fakat TEM ölçümleri PpIX yüklü manyetolipozomların büyüklüklerinin 166-720 nm arasında değiştiğini göstermektedir. Her iki durumda da PpIX yüklü manyetolipozomların intravenöz uygulamalar için yeterince küçük olduğu belirlenmiştir. Manyetolipozomadaki demir içeriği hücre canlılığını demir içermeyen lipozomlardan daha az etkilemektedir. PpIX yüklü manyetolipozomların konsantrasyonu 350 nM olduğunda hücre canlılığı %66'ya kadar düşmektedir, fakat 5 dakika beyaz ışık uygulandığında 250 nM ve üzeri konsantrasyonda PpIX içeren hücrelerin tamamının öldüğü gözlenmiştir. Bu çalışma PpIX yüklü manyetolipozomların in vitro fotodinamik terapi uygulamalarında oldukça etkili olduğunu göstermektedir. Magnetoliposomes are composed of liposomes and magnetic nanoparticles which have high potentials as a delivery vehicle of various bioactive molecules that could be used for therapeutic applications in both humans and animals. Photodynamic therapy is a treatment method based on the use of photosensitizer and visible light for various types of cancer. Protoporphyrin IX (PpIX) is a metal free porphyrin which is a photosensitive agent and aggregation behavior of PpIX in neutral water makes it inappropriate for using in physiological studies of both human and animal. Purpose of this study is production and characterization of Protoporphyrin IX loaded magnetoliposomes, determination of the drug release rate from magnetoliposomes under the influence of external heat and magnetic field, and to investigate toxicity and photodynamic efficiency of PpIX loaded magnetoliposomes on MCF7 human breast cancer cell lines. PpIX loaded magnetoliposomes were produced to make the PpIX useful for photodynamic therapy and investigated the biophysical properties of the structure. DPPC, DSPE-PEG2000 lipids and Fe3O4 nanoparticles were used to prepare magnetoliposomes. Toxicity and in-vitro photodynamic effects of PpIX loaded ML in various concentrations were performed on MCF7 cell lines. Hydrodynamic diameter of PpIX loaded magnetoliposomes were measured as approximately 220 nm, however TEM measurement indicated that diameter of PpIX loaded magnetoliposomes change between 166 to 720 nm. PpIX loaded magnetoliposomes observed small enough for intravenous application in both cases. Iron content of magnetoliposomes affected the cell viability less than iron free liposomes. When the concentration of PpIX loaded magnetoliposomes were 350 nM, cell viability reduced to 66% but when white lights applied for 5 minutes, all cells died within 24 hours in 250 nM and higher concentrations. In-vitro results of this study show that PpIX loaded magnetoliposomes highly effective for photodynamic therapy application

Electrophysiological assesment of cuprizone induced demyelination at wistar-albino rats

Multipl Sclerosis (MS), merkezi sinir sisteminde miyelin yıkımını içeren, periferik sinir sistemini de etkileyebilen bir bozukluktur. Demiyelizasyon bozuklukları sonradan edinilen bir rahatsızlıktır ve aksonları nispeten koruyan miyelinlerin dejenerasyonuyla ortaya çıkmaktadır. Cuprizon modeli toksik demiyelinizan modelidir ve deney hayvanlarının cuprizon ile beslenmelerine dayanmaktadır. Bu çalışmanın amacı cuprizon modelinin wistar-albino türü sıçanlarda denenmesi ve sinir iletim hızındaki değişimlerin elektrofizyolojik olarak incelenmesidir. Sıçanlar kendi aralarında 6 gruba ayrıldı. Cuprizon daha önce hazırlanmış olan %1 lik Karboksi-metil-seluloz (KMS) içerisinde karıştırıldıktan sonra ağızdan gavajla her gün, her gruba değişik sürelerde olacak şekilde uygulandı. Deney süresinin sonunda hayvanların medulla spinalisten EMG yardımıyla motor sinir ileti hızları ölçüldü. İğne elektrotlarıyla spinal kord uyarıldıktan sonra gastroknemius kası üzerinde EMG kayıt elektrotlarıyla elde edilen potansiyel olan Birleşik kas aksiyon potansiyellerinin (BKAP) analiziyle sinir ileti hızı hesaplandı. Hayvanlar sakrifiye edildikten sonra beyin ve beyincik dokularından histopatolojik inceleme yapıldı. Normal yemle beslenen sıçanların spinal kord motor sinir ileti hızı 76,54 ± 4,76 m/s (Hız±Standart Hata (SH))olarak hesaplandı. Bu değer KMS ile beslenenlerde 88,04 ± 9,11 m/s, 4 hafta cuprizon ile beslenenlerde 72,01 ± 6,90 m/s, 5 hafta cuprizon ile beslenenlerde 68,10 ± 13,53 m/s, 6 hafta cuprizon ile beslenlerde 46,35 ± 1,95 m/s ve 7 hafta cuprizon ile beslenenlerde 55,89 ± 6,11 m/s olarak hesaplandı. Cuprizon uygulanan sıçanlarda motor sinir ileti hızları 4. haftadan itibaren düşme eğilimine girdi. Bu düşüş 6. haftada maksimum olarak gözlendi. 7. Hafta da ise motor sinir ileti hızında artış görülmeye başlandı. Bu da bize Cuprizon modeli için wistar-albino türü sıçanlarda 6 hafta cuprizon uygulamasının MS için uygun olabileceğini gösterdi.Multipl Sclerosis is a disease that affects the Central Nervous System (CNS) by destructing myelin shield and also can affects the peripheral nervous system. Demyelination is acquired characteristics disease and appears with the degeneration of myelin which protects the axons. Cuprizon model is a toxic demyelination model and depends on feeding the animal by cuprizon. The purpose of this experiment is to try the cuprizon model on Wistar-Albino rats and to investigate the changes of spinal nerve conduction velocity by electrophysiological study. Rats are separated 6 different groups. After adding and mixing the cuprizon in 1% carboxymethyl cellulose (CMC) had given to the groups in different time period by gavage from mouth, every day. At the end of the experiments spinal nerve conduction velocity was measured by EMG. After stimulating the spinal cord by needle electrodes, Compound muscle action potential (CMAP) detected from the above level of gastrocnemius muscle by EMG surface record electrodes and then spinal nerve conduction velocity calculated by analyzing the CMAP. Cerebrum and cerebellum were taken for histopathological investigation after the animals sacrificed.Spinal cord nerve conduction velocity (SNCV) of rats who feed with normal fodder was calculated as 76.54 ± 4.76 m/s (Velocity ± Standart Error (SE)). SNCV of the rats who feed with CMC was calculated as 88.04 ± 9.11 m/s, who feed with cuprizon during 4 weeks 72.01 ± 6.90 m/s, who feed with cuprizon during 5 weeks 68.10 ± 13.53 m/s, who feed with cuprizon during 6 weeks 46.35 ± 1.95 m/s, who feed with cuprizon during 7 weeks 55.89 ± 6.11 m/s. SNCV of the rats who had feed with cuprizon began tendency of decrease after 4th weeks. These reductions were observed as maximum at 6th weeks. At 7th week increments were observed at SNCV. These results indicated us 6 weeks of cuprizon feedings could be suitable to bring into existence of MS for Wistar-Albino type rats

Protoporphyrin IX-loaded magnetoliposomes as a potential drug delivery system for photodynamic therapy: Fabrication, characterization and in vitro study

Protoporphyrin IX (PpIX) is a well-known photosensitizer that has great potential for use in photodynamic therapy (PDT). However, aggregation behavior of PpIX in neutral water makes it inappropriate for physiological studies. PpIX-loaded magnetoliposomes (MLs) were fabricated to increase PpIX biocompatibility. PpIX-loaded ML physical properties were characterized, and PpIX-loaded ML drug release behavior was investigated under the influence of an external magnetic field and heat. Toxicity and photodynamic effects of the complex were also examined using in vitro experiments with MCF-7 human breast cancer cells. The magnetoliposomes were prepared with DPPC, DSPE-PEG2000 lipids and Fe3O4 nanoparticles. The toxicity and in vitro photodynamic effects of the PpIX-loaded MLs at various concentrations were studied using the MCF-7 cell line.TÜBİTAk (grant no: 112S958); Adnan Menderes University (grant no: TPF-13014

In silico investigation of Alliin as potential activator for AMPA receptor

Natural products from plants, such as flavonoids, arouse immense interest in medicine because of the therapeutic and many other bioactive properties. The molecular docking is a very useful method to screen the molecules based on their free binding energies and give important structural suggestions about how molecules might activate or inhibit the target receptor by comparing reference molecules. Alliin and Allicin differ from many other flavonoids because of containing no benzene rings and having nitrogen and sulfur atoms in their structure. In this study Alliin and Allicin affinity on AMPA, NMDA and GABA-A receptors were evaluated in the central nervous system by using the molecular docking method. Both Alliin and Allicin indicated no inhibitory effects. However Alliin showed significant selectivity to human AMPA receptor (3RN8) as an excitatory. The binding energy of glutamate to 3RN8 was -6.61 kcal mol(-1), while the binding energy of Allin was -8.08 kcal mol(-1). Furthermore Alliin's affinity to the other AMPA and NMDA receptors is quite satisfactory compared to the reference molecule glutamate. In conclusion based on the molecular docking study, Alliin can be useful for synaptic plasticity studies whereas might be enhance seizure activity because of the increased permeability to cations. It also can be beneficial to improve learning and memory and can be used as a supportive product to the hypofunction of NMDA associated problems

Mikroenkapsüle edilen paratiroid hücrelerinin in - vitro optimizasyonu

Amaç: Enkapsülasyon, bir maddenin ya da bir karışımın diğer bir malzeme ya da sistemle kaplandığı ya da içine sıkıştırıldığı tekniktir. Mikroenkapsülasyon tekniği, tıp dahil olmak üzere pek çok farklı disiplin tarafından uygulanmaya çalışılan ve halen en uygun enkapsülasyon tekniğinin bulunması için araştırmaların yürütüldüğü bir tekniktir. Mikroenkapsülasyon tekniğinde birbirinden farklı maddeler uygulanabilir. Bu maddeler elde edilme kaynaklarına göre doğal ya da sentetiktir. Mikroenkapsülasyon tekniği tıp pratiğinde özellikle pankreas beta hücrelerinin, Tip 1 Diabetes Mellitus (DM) hastalarına verilmesinde kullanılmaktadır. Mikroenkapsülasyonun uygulandığı bir başka durum ise hipoparatiroidi tanılı hastalara paratiroid hücrelerinin verilmesidir. Paratiroid hücrelerinin, mikroenkapsülasyon işleminde kullanılabilebilmesinin en önemli özelliklerinden biri, hücrelerin göre ce homojen yapıda olmaları, eksikliğinin organizmada doğrudan gözlemlenebilir semptomlara neden olması dolayısıyla oluşacak yanıtın hızlıca belirlenebilmesidir. Yöntemler: Çalışmamızda paratiroidhiperplazisi tanısı almış insandan elde edilen paratiroid dokularından izole edilen hücrele r, %2’lik ultra saf aljinat ile muamele edildi. İşlem sırasında her bir kapsül sayısı hesaplandı ve kapsül başına 5X106, 10X106, 20X106 ve 50X106 hücre eklendi. Sonrasında 75 gün boyunca içlerinde paratiroid hücresi bulunan kapsüllerin morfolojik özellikleri ve parathormonsekresyon yeteneklerinin zaman bağlı değişimi gözlemlendi. Bulgular: 75 gün sonrasında tüm gruplar için korele olarak parathormon düzeyinde düşüş tespit edildi. Kapsüler formasyonda ciddi bir bozulmanın görülmediği grup, 20X106 hücre uygulanan grup oldu. Sonuç: Çalışmamızda model olarak değerlendirdiğimiz paratiroid hücrelerinin kapsülasyonu için en uygun koşulları (kapsülasyonda kullanılacak madde, destekleyici tampon, uygulanan maddelerin yüzdeleri, miktarları) belirlendi. Ayrıca günlere bağlı olarak kapsüllerdeki bozulmalar da tespit edildi. İlerleyen çalışmalarda optimize ettiğimiz koşulların hipoparatiroidizm tanılı hasta gruplarında denenmesi ve sonuçların burada sunduğumuz in vitro deney sonuçları ile karşılaştırılması gerekmektedir

Additional file 1 of Effects of housing conditions on stress, depressive like behavior and sensory-motor performances of C57BL/6 mice

Additional file 1 Fig S1. Two photos from hang wire test