Ανάπτυξη και αξιολόγηση νανοσωματιδίων PLGA με επικάλυψη τριμεθυλο-χιτοζάνης για τη χορήγηση κουρκουμίνης σε καρκινικά κύτταρα
Creators: name: Λάβδας, Ιάσων Σπυρίδωνος
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: κουρκουμίνη
νανοσωματίδια
χιτοζάνη
curcumin
nanoparticles
chitosan

description: Η ορθή ανάπτυξη ενός ασφαλούς και αποτελεσματικού θεραπευτικού παράγοντα απαιτεί τη συνεργασία πολλών διαφορετικών επιστημονικών κλάδων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων της φαρμακολογίας, της φαρμακευτικής χημείας και της φαρμακευτικής τεχνολογίας. Όσον αφορά συγκεκριμένα στη θεραπεία του καρκίνου, αυτή η πολύπλευρη προσέγγιση είναι μέγιστης σημασίας, καθώς η χρήση, η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα μιας πληθώρας διαθέσιμων θεραπευτικών παραγόντων περιορίζεται κυρίως από μειονεκτήματα που αφορούν στην έλλειψη εξειδίκευσης, υψηλή τοξικότητα και άλλες φαρμακοκινητικές επιπλοκές. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η ανάπτυξη και η αξιολόγηση ενός καινοτόμου νανοσωματιδιακού φορέα για τον εγκλεισμό της κουρκουμίνης, ενός εκτενώς μελετημένου και υποσχόμενου μορίου για τη θεραπεία του καρκίνου του οποίου η χρήση είναι εξαιρετικά περιορισμένη λόγω προβλημάτων σχετιζόμενων με τη σταθερότητά, τη βιοδιαθεσιμότητα και τη φαρμακοκινητική του. Για το σκοπό αυτό, η κουρκουμίνη ενθυλακώθηκε σε νανοσωματίδια από PLGA επικαλυμμένα με τριμεθυλο-χιτοζάνη (TMC) και ακολούθως ο φορέας αξιολογήθηκε ως προς διάφορες τεχνολογικές και φυσικοχημικές ιδιότητες, καθώς και ως προς τη φαρμακολογική και μοριακή απόκριση που επέφερε σε ορισμένες καρκινικές κυτταρικές σειρές. Οι σειρές που επιλέχθηκαν ήταν τα κύτταρα U-87 MG προερχόμενα από γλοιοβλάστωμα και τα κύτταρα HSC-3 προερχόμενα από καρκίνο του πλακώδους επιθηλίου του στόματος. Η κυτταροτοξικότητα του φορέα έναντι της ελεύθερης κουρκουμίνης ελέγχθηκε μέσω μελετών μέτρησης κυττάρων και με τη μέθοδο του Trypan Blue, ενώ η μοριακή απόκριση των κυττάρων μετρήθηκε με qPCR ενός αριθμού γονιδίων σχετιζόμενων με τον κυτταρικό κύκλο και την απόπτωση. Τέλος, η πρόσληψη της ελεύθερης κουρκουμίνης έναντι της ενθυλακωμένης αξιολογήθηκε με μικροσκοπία φθορισμού. Τα αποτελέσματα των προαναφερθέντων μελετών υποδεικνύουν πως ο φορέας που αναπτύχθηκε έχει τη δυνατότητα να ενθυλακώνει αποδοτικά την κουρκουμίνη, αυξάνοντας τη σταθερότητά της και διευκολύνοντας σημαντικά την πρόσληψή της από τα κύτταρα, όντας βιοσυμβατός και χωρίς παρουσία εγγενούς τοξικότητας
description: The development of a safe and effective therapeutic requires the collaboration of various scientific fields, including that of pharmacology, pharmaceutical chemistry and pharmaceutical technology among others. As it pertains to the therapeutic approaches against cancer specifically, such multidisciplinary approaches are of utmost importance, since the use, safety and effectiveness of a plethora of available therapeutic agents is limited by drawbacks mainly related to lack of specificity, high toxicity and other pharmacokinetic complications. The aim of the present study was to develop and evaluate a novel nanoparticle carrier for curcumin, a widely studied and promising molecule against cancer whose stability, bioavailability and pharmacokinetic issues greatly limit its use. For this purpose, curcumin was encapsulated in PLGA nanoparticles coated with trimethyl-chitosan (TMC) and were subsequently evaluated as it relates to their technological and physicochemical properties, as well as to their pharmacological and molecular efficacy. For the latter studies, two distinct cancer cell lines were used, the glioblastoma U-87 MG cell line and the human oral squamous cancer cell line HSC. The toxicity of the carrier versus free curcumin was assessed by cell counting and Trypan Blue assays, whereas the molecular response of each cell line was measured through qPCR of a number of genes related to the cell cycle and apoptosis. Finally, the uptake of free curcumin versus its encapsulated counterpart by the cells was evaluated by fluorescence microscopy. The results of these studies indicate that the developed carrier is able to encapsulate curcumin efficiently, increase its stability and facilitate its uptake by the cells, while being biocompatible and lacking innate toxicity