Παρασκευή και χαρακτηρισμός λιποσωμάτων με εγκλωβισμένο παράγωγο βορίου για νετρονική σύλληψη στην θεραπεία του καρκίνου:
Creators: name: Θεοδωρόπουλος, Δημήτριος Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2013
Subjects: Θεραπεία με νετρονική σύλληψη από βόριο
Λιποσώματα
Παράγωγο βορίου
BNCT
Liposomes
Boron derivative

description: Η θεραπεία με δέσμευση νετρονίων από βόριο, Boron Neutron Capture Therapy (BNCT), είναι μια χημείο-ακτίνο-θεραπευτική τεχνική δυο βημάτων η οποία πρώτα περιλαμβάνει την επιλεκτική διανομή παραγόντων πλούσιων σε 10Β στους όγκους, και μετέπειτα την ακτινοβόληση τους με νετρόνια χαμηλής ενέργειας, με αποτέλεσμα να προκαλείται πυρηνική αντίδραση σχάσης η οποία και επιφέρει την καταστροφή των κυττάρων-στόχων. Το σημαντικότερο πρόβλημα για την κλινική εφαρμογή της BNCT ήταν η μη διαθεσιμότητα φαρμακομορφών που περιέχουν 10Β, με χαμηλή τοξικότητα και οι οποίες θα μπορούσαν να μεταβούν στον ιστό-στόχο σε συγκεντρώσεις που απαιτούνται για την επίτευξη θεραπευτικού αποτελέσματος. H παρούσα εργασία έχει ως στόχο την αξιολόγηση νέων βοριομένων απεντοπισμένων λιπόφιλων κατιόντων (DLCs) τα οποία και εγκλωβίζονται σε λιποσώματα ώστε να χρησιμοποιηθούν στην θεραπεία με BNCT. Ενώ υπάρχει αρκετή βιβλιογραφία σχετικά με την παρασκευή λιποσωμικών σκευασμάτων που περιέχουν παράγοντες βορίου, πρέπει να γίνει πιο εκτενής μελέτη στον φυσικοχημικό χαρακτηρισμό τους, ώστε να προχωρήσουν και να δοκιμαστούν σε in vivo μελέτες. Για αυτό τον σκοπό λιποσώματα που παρασκευάστηκαν από phosphatidylcholine [PC], dimyristoylphosphatidylcholine [DMPC] και dipalmitoylphosphatidylcholine [DPPC] διαφορφώθηκαν μαζί με (B18C34N4H64)nido-carborane salt of Dequalinium. Η μορφολογία, το μέγεθος και οι ηλεκτροκινητικές ιδιότητες τόσο των άδειων όσο και των λιποσωμάτων που είχαν εγκλωβίσει το καρβοράνιο ερευνήθηκαν μέσω της μικροσκοπίας ατομικής δύναμης (Atomic force microscopy, AFM), της δυναμικής σκέδασης φωτός (Dynamic light scattering, DLS) και της μέτρησης του ζ-δυναμικού, αντιστοίχως. Η ενσωμάτωση του καρβορανίου εντός των λιποσωμάτων φαίνεται να αυξάνει το μέγεθος τους και να μεταβάλλει τις ηλεκτροκινητικές τους ιδιότητες. Οι μελέτες απεικόνισης των λιποσωμάτων αποκάλυψαν ότι η παρουσία του καρβορανίου μπορεί να προκαλεί παραμορφώσεις στο σχήμα των λιποσωμάτων. Οι μετρήσεις φθορισμού έδειξαν ότι η παρουσία του καρβορανίου επιδρά έντονα στο φάσμα εκπομπής του nile red λόγω της μεταβολής που προκαλεί στην λιπιδική μεμβράνη. Ο εγκλωβισμός του καρβορανίου προσδίδει στα λιποσώματα, όπως φάνηκε και από την μελέτη συγκράτησης καλσεΐνης, μεγαλύτερη σταθερότητα. Επιπλέον η ύπαρξη του καρβορανίου στην λιπιδική μεμβράνη δεν επάγει σημαντικά την τάση για συσσωμάτωση των λιποσωμάτων παρουσία ιόντων ασβεστίου. Τέλος έγινε υπολογισμός της ποσότητας του βορίου που εγκλωβίστηκε στα λιποσώματα με την χρήση φασματοφωτομετρίας εκπομπής με επαγωγικά συζευγμένο πλάσμα (Inductively coupled plasma mass spectroscopy, ICP-MS).
description: The Neutron Capture Therapy of Boron (BNCT) is a two-steps chemo-radiotherapeutic technique that involves the selective delivery of 10B-rich agents to tumours and their subsequent irradiation with low-energy neutrons, which induces a nuclear fission reaction that causes the selective destruction of the targeted cells. The major limitation in the early clinical application of BNCT has been the lack of availability of low-toxicity 10B-containing compounds that can be selectively transported to the target tissue at the concentration level necessary to meet the therapeutic objective. Aimed towards the effective delivery of antitumour agents, the current study targets the design and evaluation of new boronated delocalized lipophilic cations (DLCs) for use in the neutron capture therapy of cancer formulated in liposomes. Whilst there is a significant body of literature on the preparation of liposomal formulations containing boronated agents, considerable work needs to be performed on the physicochemical characterization and the most promising of these can be further considered for in vivo evaluation. For this purpsose liposomes comprised of an array of lipids namely; phosphatidylcholine [PC], dimyristoylphosphatidylcholine [DMPC] and dipalmitoylphosphatidylcholine [DPPC] were formulated with nido-carborane salt of Dequalinium(B18C34N4H64). The morphology, the size and the electrokinetic properties of plain and carborane loaded liposomes were investigated by means of atomic force microscopy (AFM), dynamic light scattering (DLS) and ζ-potential studies, respectively. The incorporation of carborane molecules into the liposomes increases their size and alters their electrokinetic properties. Visualization studies revealed that the presence of carborane in the membranes induced distortion in vesicle morphology. To further elucidate the impact of carborane molecules on lipid bilayers, their miscibility was assessed by fluorescence spectroscopy measurements. Fluorescence measurements showed that the presence of carborane in liposomes causes a pronounced effect on the Nile red (NR) emission spectrum, possible due to alterations to the packing of the lipid membrane. The release of vesicle-encapsulated calcein was used as a measure of the integrity of the liposomes. Carborane loaded liposomes were found to be more stable compared to plain (empty) liposomes, suggesting that carborane can stabilize the liposome membrane. Further the physical stability of the produced empty and carborane loaded liposomes in absence and presence of Ca2+ions was evaluated by turbidity measurements. The results showed that all formulations are relatively stable to the presence of Ca2+ ions. Finally the amount of 10B incorporated into liposomes was measured by Inductive Couple Plasma-Mass Spectroscopy (ICP-MS).