2. SUMMARYAN INVESTIGATION OF CHITOSAN-BASED CARRIERSFOR GENE TRANSFER THROUGH THE SKINThe skin is an attractive and the largest organ for local and systemic drugapplications. In present study, chitosan-based pharmaceutical forms were investigatedfor nucleic acid delivery into the skin.In this study, three different pharmaceutical forms including chitosan hydrogels,nanoparticles, liposomes and chitosan-coated liposomes were prepared for genedelivery. Physico-chemical properties and in vitro / in vivo transfection characteristicsof these formulations were investigated in detail. It was observed that all of three formsdemonstrated controlled-release of DNA, had no negative effect on the stability of DNAand protected DNA from enzymatic degradation in in vitro and in vivo conditions. Afterthe control and characterization of these forms, they were used for DNA transfection.Mouse fibroblastic NIH 3T3 and Swiss 3T3 cell lines and primary human dermalfibroblasts were used for in vitro DNA transfection experiments. Transfection efficiencyof formulations was monitored by measuring of β-galactosidase activity expressed byβ-Gal reporter plasmid. Among the pharmaceutical forms, the higher DNA-transfectionefficiency and reporter gene expression was obtained with liposome formulations thanthat of other forms. From the point of DNA-transfection efficiency, the capability ofdifferent pharmaceutical forms were ordered as chitosan coated liposome > liposome >hydrogel > nanoparticle. Pups and young adult Sprague-Dawley rats were used forin vivo DNA-transfection studies. By using enzyme assays and histological techniques,it was shown that the reporter gene expression in dermis and hypodermis layers of skinsustained for 7 days. In contrast to in vitro results, for the in vivo counterpart theDNA-transfection efficiency of the forms were obtained as chitosan-coated liposome >liposome > nanoparticle > hydrogel.As a result, chitosan-based delivery systems including hydrogels, nanoparticles,chitosan coated liposomes and liposomes can be efficiently used for DNA transferthrough the skin. These results will form the basis for gene delivery and gene therapyvia the skin.Key Words: Chitosan, Gene Delivery, Skin, Hydrogel, Nanoparticle, Liposome,In vitro, In vivo,2.

1. ÖZETLokal ve sistemik ilaç uygulamaları için deri, vücudun en uygun organıdır.Bu çalışmada, kitozan-esaslı değişik farmasötik formlar, deriden DNA uygulaması içinaraştırılmıştır.Bu çalışmada DNA taşıyan 3 farmasötik şekil; kitozan hidrojel, nanopartikül,lipozom ve kitozan kaplı lipozom formülasyonları hazırlanmış, formülasyonların fiziko-kimyasal özellikleri, in vitro ve in vivo transfeksiyon etkinlikleri ayrıntılı olarakincelenmiştir. Her üç formun da DNA'yı kontrollü serbestleştirdiği, in vitro ve in vivostabilitesini olumsuz yönde etkilemediği ve DNA'yı enzimatik etkilerden koruduğusaptanmıştır. Kontrolleri yapılan ve özellikleri belirlenen farmasötik şekiller, in vitro vein vivo transfeksiyon çalışmalarında kullanılmıştır. İn vitro DNA transfeksiyonçalışmalarında, NIH 3T3 ve Swiss 3T3 fare fibroblast hücre kültürleri ve primer insandermal fibroblast hücre kültürü kullanılmıştır. Formülasyonların, DNA transfeksiyonetkinlikleri, pSV-β-Gal plazmidi tarafından kodlanan β-galaktozidaz ekspresyonu ilesaptanmıştır. İn vitro transfeksiyon çalışmalarında; en yüksek düzeyde transfeksiyonetkinliği ve gen ekspresyonu, lipozom formülasyonlarında gözlenmiştir. İn vitrotransfeksiyon etkinliği açısından formülasyonların gen transferinde kullanılabilirliğinin,kitozan kaplı lipozom > lipozom > hidrojel > nanopartikül sıralamasına uygun sonuçlarverdiği belirlenmiştir. İn vivo DNA transfeksiyon çalışmalarında ise yavru ve gençerişkin Sprague-Dawley sıçanlar kullanılmıştır. Enzim testleri ve histolojik incelemelersonucunda; gen ekspresyonunun, derinin dermis ve hipodermis tabakalarında 7 günsüresince devam ettiği saptanmıştır. İn vitro transfeksiyon çalışmalarından farklı olarak,in vivo transfeksiyon etkinliği açısından formülasyonların gen transferindekullanılabilirliğinin, kitozan kaplı lipozom > lipozom > nanopartikül > hidrojelsıralamasına uygun sonuçlar verdiği belirlenmiştir.Sonuç olarak, kitozan-esaslı taşıyıcı sistemlerden olan kitozan hidrojel, kitozannanopartikül ve lipozom ve kitozan kaplı lipozomlar ile etkin bir şekilde deriden gentransferi mümkündür. Elde edilen veriler, deriden gen transferi ve gen tedavisiçalışmaları için temel oluşturmaktadır.Anahtar Sözcükler: Kitozan, Gen Transferi, Deri, Hidrojel, Nanopartikül,Lipozom, İn vitro, İn vivo.1.