Yeşil Sentez Yöntemi ile Hazırlanmış Kahve Posası-Gümüş Nanopartiküllerinin (Kp@Agnp) Kitosan ile Nanojel Haline Getirilmesi ve Shsy-5y Hücre Hattında H2o2 ile Oluşturulmuş Hücresel Dejenerasyonda Oksidan ve Antioksidan Seviyeleri Üzerine Etkisinin Belirlenmesi

Abstract

ÖZET: Nörodejeneratif hastalıkların gelişiminde oksidatif stresin önemli bir rol oynaması nedeniyle, biyouyumlu ve çevre dostu nanomalzemelerin geliştirilmesi güncel araştırma alanları arasında yer almaktadır. Bu çalışmada, kahve posası ekstraktı kullanılarak yeşil sentez yöntemi ile gümüş nanopartikülleri (KP@Ag NPs) sentezlenmiş ve elde edilen nanopartiküller kitosan/tripolifosfat (TPP) esaslı nanojel sistemine yüklenerek CS@KP@Ag nanojel formülasyonu geliştirilmiştir. Sentezlenen nanopartiküller ve nanojel sisteminin fizikokimyasal özellikleri UV-Vis spektrofotometrisi, FT-IR, LC-MS/MS, dinamik ışık saçılımı (DLS), zeta potansiyeli, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) analizleri ile karakterize edilmiştir. Biyolojik etkinlik çalışmaları, H₂O₂ ile oksidatif stres oluşturulan SH-SY5Y insan nöroblastoma hücre hattında gerçekleştirilmiş; hücre canlılığı WST yöntemi ile değerlendirilirken toplam antioksidan seviye (TAS) ve toplam oksidan seviye (TOS) analizleri ile antioksidan etkinlik araştırılmıştır. Karakterizasyon sonuçları, gümüş nanopartiküllerinin başarıyla sentezlendiğini ve nanojel matrisi içerisine etkin şekilde yüklendiğini göstermiştir. Ayrıca CS@KP@Ag nanojel uygulamasının oksidatif stres koşullarında hücre canlılığını artırdığı, toplam antioksidan seviyesini yükselttiği ve toplam oksidan seviyesini azalttığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, kahve posasının katma değerli bir biyomateryale dönüştürülmesiyle geliştirilen CS@KP@Ag nanojel sisteminin başarılı fizikokimyasal özelliklere sahip olduğu, oksidatif strese karşı nöroprotektif potansiyel taşıdığı ve biyomedikal ile farmasötik uygulamalarda kullanılabilecek çevre dostu ve umut vadeden bir nano-taşıyıcı sistem olduğu değerlendirilmiştir.

ABSTRACT: Oxidative stress plays a critical role in the development of neurodegenerative diseases, making the development of biocompatible and environmentally friendly nanomaterials an important area of research. In this study, silver nanoparticles (KP@Ag NP) were synthesized using a green synthesis approach with spent coffee ground extract, and the synthesized nanoparticles were incorporated into a chitosan/tripolyphosphate (TPP)-based nanogel system to develop a CS@KP@Ag nanogel formulation. The physicochemical properties of the synthesized nanoparticles and nanogel system were characterized using UV-Vis spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), liquid chromatography–tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), dynamic light scattering (DLS), zeta potential analysis, scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The biological activity of the developed formulation was evaluated in H₂O₂-induced oxidative stress model using the SH-SY5Y human neuroblastoma cell line. Cell viability was determined by the WST assay, while antioxidant activity was assessed by measuring total antioxidant status (TAS) and total oxidant status (TOS). Characterization results confirmed the successful synthesis of silver nanoparticles and their efficient incorporation into the nanogel matrix. Furthermore, treatment with the CS@KP@Ag nanogel significantly increased cell viability under oxidative stress conditions, enhanced total antioxidant status, and reduced total oxidant status. These findings suggest that the developed CS@KP@Ag nanogel effectively alleviates oxidative stress-induced cellular damage and exhibits promising neuroprotective potential. In conclusion, the CS@KP@Ag nanogel, developed by valorizing spent coffee grounds into a value-added biomaterial, possesses favorable physicochemical properties and demonstrates considerable biological activity, indicating its potential as an environmentally friendly and promising nanocarrier system for future biomedical and pharmaceutical applications.