ANKARA ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ

EK-11
ANKARA ÜNİVERSİTESİ
BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ
KOORDİNASYON BİRİMİ KOORDİNATÖRLÜĞÜNE
Proje Türü
: Hızlandırılmış Destek Projesi (HDP)
Proje No
: 15H0237001
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
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
15H0237001
04.02.2015 - 04.02.2016
Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri
Ankara - 2016
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.
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.
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) 1931.
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, 2002.
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)
1161.
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) 3910.
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, 2012.
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.
VII. Ekler
a) Mali Bilanço ve Açıklamaları:
Bütçe
Yılı
Detaylar
Bütçe
Açıklama
Kodu
2015
Ekle
Önceki
Başlangıç nen Düşülen
Yıldan
Ödeneği Akta Aktarma
Devir
rma
TÜKETİME YÖNELİK
03.2 MAL VE MALZEME
0,00
ALIMLARI
Toplam
0,00
9.500,00
Eklenen Net
Ödenek Ödenek
Bloke Bloke
Harcanan Edilen Edilen Kalan
(Avans) (Diğer)
0,00 0,00
0,00
9.500,00 9.369,20 0,00
0,00
130,80
9.500,00 0,00 0,00
0,00
9.500,00 9.369,20 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, 2015.
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, 11-15 June 2014 - 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 169 233–240, 2015