Protein conjugation - a new formulation strategy

ÖZETPROTEİN KONJÜGASYONU - YENİ BİR FORMÜLASYON ÇALIŞMASIPeptit, protein gibi biyolojik moleküller, hastalıkların iyileştirilmesinde oldukça fazla kullanılmaktadır. Basınç ölçekli inhalerler, ilaç aktif maddelerinin akciğerler vasıtasıyla kan dolaşımına taşınmasında kullanılan etkileyici bir cihazdır. İlaç partiküllerinin dispers olmasını sağladığından, bu tip cihazlarda uçucu çözücü sistemi çok önemlidir. İlaç endüstrisi genellikle kloroflorokarbon çözücülerini kullanmaktadır. Ancak; bu çözücüler ozon tabakasına zarar verdiğinden, bunların yerine klor içermeyen, çevre dostu çözücüler araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, model çözücü olarak 2H,3H-perfloropentan ve model protein olarak tripsin kullanıldı. Basınç ölçekli inhalerlerin formülasyonlarında eksipiyan olarak kulla-nılan polietilen glikol, polipropilen glikol ve polietilen oksit-polipropilen oksit-polietilen oksit blok kopolimerinin, 2H,3H-perfloropentan içindeki faz davranışları incelendi. Monometil veya dimetil polietilen glikol, dihidroksil polietilen glikol’e nazaran daha fazla çözündü. Dolayısıyla polimerin çözünürlüğü, sahip olduğu fonksiyonel grup ile çözücü arasındaki etkileşime bağlıdır. 2H,3H-perfloropentan içinde çözünmeyen tripsin, çözünürlüğünün arttırılması için monometil polietilen glikol 500, polipropilen glikol 1000 ve polietilen oksit-polipropilen oksit-polietilen oksit blok kopolimeri 1100 ile konjüge edildi. Bu polimerler, tripsinin amin grupları ile reaksiyona girebilmesi için, öncelikle N,N'-karbonildiimidazol kullanılarak reaktif hale getirildi. Elde edilen modifiye tripsinlerin, model çözücü 2H,3H-perfloropentan içinde, farklı sıcaklıklardaki çözünürlük davranışı incelendi. Bütün sıcaklıklarda bulanık olan örneklerin UV spektrofotometresiyle kantitatif analizi yapıldı. 4oC’de daha fazla çözündüğü saptandı. Ayrıca bu tez çalışmasında poli(amidoamin) dendrimerlerin polietilen glikol ile konjügasyonu da çalışıldı. Poli(amidoamin) dendrimerler gen terapisinde oldukça yaygın kullanılmaktadır. Yine 2H,3H-perfloropentan içinde çözünmeyen poli(amidoamin) dendrimerleri, sentezlenen reaktif monometil polietilen glikol ile %50 ve %100 oranında modifiye edildi ve %100 modifiye olan poli(amidoamin)’in çözünürlüğü arttırıldı. ABSTRACTPROTEIN CONJUGATION - A NEW FORMULATION STRATEGYBiological molecules such as peptide and protein has been used for the treatment of diseases. Pressure metered dose inhalers are the devices to send the active molecules to the blood stream via lungs attractively. Volatile propellant is very important as it provides to disperse medicine particles. The propellant used in these devices is chlorofluorocarbons. However, they are known to cause to ozone depletion, drug companies are trying to replace them with more environmentally friendly fluorinated solvents. In this project, 2H,3H-perfluoropentane as model propellant and trypsin as model protein were used. The phase behaviors of polyethylene glycol, polypropylene glycol ve polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymer which are used as exipients in pressure metered dose inhalers, in 2H,3H-perfluoropentane were investigated. Monomethyl and dimethyl polyethylene glycols were more soluble than dihydroxyl polyethylene glycol. Therefore, the solubility is dependant on the functional group-solvent interaction. Unsoluble trypsin in 2H,3H-perfluoropentane, was conjugated by monomethyl polyethylene glycol 500, polypropylene glycol 1000 ve polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide block copolymer 1100, to improve its solubility. Polymers were firstly activated using N,N-carbonyldiimidazole in order to react with the amine groups of trypsin. The solubility behaviors of modified trypsins at different temperatures were obtained. Quantitative analysis of modified trypsin solutions having cloudy apperance by UV spectrophotometer was made. They were more soluble at 4oC. Also 50% and 100% conjugation of poly(amidoamine) dendrimers which are widely used for gene therapy, by polyethylene glycol was studied. Unsoluble poly(amidoamine) dendrimers in 2H,3H-perfluoropentane became soluble when 100% conjugation was performed.