The chemotherapy and radiation therapy are the major therapeutic approaches for the treatment of various cancers. Almost all of the cancer patients undergo either chemotherapy, radiotherapy or a combination of both of them during the duration of their treatment. Even though these therapeutic approaches inhibit and control the grow rate of the cancer cells; unfortunately, they have various drawbacks. For example; chemotherapeutic agents lead to undesired side effects to normal cells due to non-specific delivery as well as insufficient dosages to kill cancer cells at the tumor microenvironment. The radiation therapy is based on delivery of high intensity ionizing radiations to the tumor sides that lead to the generation of free radicals (H, OH, O2) and charged species (H2O+, H3O+), potential hazardous agents for DNA. One of the greatest drawbacks in radiotherapy is that ionizing radiation makes the same affects on both healthy tissues and cancer cells. Therefore, in order to avoid injury of healthy cells around microenvironment of tumors, a decrease in radiation dose is generally applied. Another disadvantage is the development of resistance in cancer cells toward the applied radiation doses. In order to overcome these drawbacks, it is desired to enhance sensitivity of the tumor cells towards the radiation. The recent published studies in this field demonstrated that high atomic numbers of metallic nanoparticles can be used as radiation sensitizers to enhance the susceptibility of tumors to injury by radiation. In this respect, the purpose of this thesis is to develop a metallic based nanomedicine functionalized with the polyethylene glycol that delivers both chemotherapeutic agents and radiation to the tumor microenvironment to kill cancer cells with the combination of chemotherapy and radiotherapy. Within the concept of the proposal, various sizes of metallic nanoparticles including gold (Au), silver (Ag) and platinum (Pt) have been synthesized by the precipitation from homogeneous solution by using appropriate reducing agents. To enhance stability and biocompatibility of nanoparticles in the biological environments and getting passive targeting, nanoparticles have been functionalized by polyethylene glycol (PEG-NH2). The chemotherapeutic agents of cisplatin (CDDP) which is used to treat various type of cancers was used for loading on PEG functionalized nanoparticles to develop nanocarries.

Kemoterapi ve radyoterapi çok çeşitli kanserlerin tedavisinde uygulanan temel tedavi yöntemleridir. Kanser hastalarının tamamına yakını tedavileri boyunca kemoterapi, radyoterapi veya her iki tedavi yöntemini birlikte alırlar. Kemoterapi ve radyoterapi, tümörün kontrol ve tedavisinde olumlu etki göstermelerine karşın bilinen birçok dezavantajlara sahiptir. Örneğin kemoterapötik ajanların tümörlü hücreleri öldürecek konsantrasyonlarda tümörlü dokuya ulaşamamasından dolayı çevre canlı hücrelere ciddi şekilde zarar vermektedir. Radyoterapi, yüksek yoğunluktaki iyonlaştırıcı radyasyonun tümörlü bölgeye gönderilmesi ve sonucunda hücrenin büyük bir bileşenini oluşturan suyun ışınsal bozunması ile hücre DNA'sına büyük zarar veren serbest radikallerin (H, OH, O2) ve yüklü (H2O+, H3O+) bileşenlerin oluşması prensibine dayanmaktadır. Radyoterapinin bilinen en büyük dezavantajı iyonlaştırıcı radyasyonun kanserli hücre ile sağlıklı hücrelere aynı etkide bulunmasıdır. Belirtilen sebeplerden dolayı tümör mikroçevresinde bulunan sağlıklı hücrelere zarar vermemek için uygulanan radyasyon dozunda kısıtlama yapılması gerekmektedir. Bilinen diğer bir dezavantaj ise kanserli hücrelerin uygulanan radyasyon dozuna karşı direnç kazanmalarıdır. Belirtilen olumsuzlukların üstesinden gelebilmek amacı ile tümörlü hücrelerin radyasyona karşı duyarlılığının artırılması gerekmektedir. Yakın zaman önce bu alanda yayınlanmış olan çalışmalar tümörlü dokunun radyasyon duyarlılık hassasiyetinin ışınıma duyarlı yüksek atom numarasına sahip altın (Au), gümüş (Ag) ve platin (Pt) nanoparçacıklar kullanılarak artırılabileceğini göstermiştir. Bu kapsamda önerilen tez, tümörlü bölgeye kemoterapötik ajan taşıyabilen ve tümörlü mikroçevrenin radyasyon duyarlılığını artırabilen polietilen glikol ile fonksiyonlaştırılmış metal tabanlı nanoilaç sisteminin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Farklı boyutlardaki altın (Au), gümüş (Ag) ve platin (Pt) nanoparçacıklar homojen karışım içerisinden uygun indirgeyiciler yardımı ile çöktürülerek sentezlenmişlerdir. Metal tabanlı nanoparçacıkların biyolojik ortamdaki kararlılıklarının ve biyo-uyumluluklarının artırılması ve tümöre pasif hedeflenmesi için polietilen glikol (PEG -NH2) ile fonksiyonlaştırılmışlardır. Polietilen glikol ile fonksiyonlaştırılan metalik nanoparçacık yüzeylerine çeşitli kanserlerin tedavisinde kullanılan platin tabanlı kemoterapi ajanı sisplatin (CDDP) yüklenmesi sağlanarak metal tabanlı nanoilaç kompleksi geliştirilmiştir.