Pasif Tümör Hedefli İnorganik İlaç Nanotaşıyıcıların Akciğer Sağlıklı ve Kanser Hücreleri Üzerindeki Uzun Dönemli Etkisi

Year 2020, Volume: 23 Issue: 3, 649 - 656, 01.09.2020

Cenk Dağlıoğlu , Fatma Necmiye Kacı

https://doi.org/10.2339/politeknik.496354

Cited By: 1

Abstract

İlaç nanotaşıyıcıları, kontrollü ve
sürekli ilaç salım özellikleri ile kanser tedavisinde büyük bir potansiyele
sahiptir. Bu nanotaşıyıcılar pasif veya aktif hedefli olarak ilaç taşınımı
sağlayabilmektedir, ancak aktif hedefli muadillerine göre, pasif hedefli
nanotaşıyıcılar tümörlü dokularda daha yavaş ve düşük düzeyde ilaç birikimi
sağladığından kanserli hücrelerin yanında sağlıklı hücrelerde uzun süre bu
nanotaşıyıcılara maruz kalmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada, pasif hedefli
ilaç nanotaşıyıcıların insan akciğer epitel BEAS-2B hücreleri ve insan akciğer
kanser A549 hücreleri üzerindeki uzun dönem etkileri araştırıldı. Bunun için,
görüntüleme ve tedavi edici özellikleri bir arada barından Fe₃O₄@SiO₂(FITC)-DOX
formülasyonuna sahip ilaç nanotaşıyıcıları kullanıldı ve hücresel birikim,
sitotoksisite ve apoptoz üzerindeki etkileri araştırıldı. Hücresel alım ve
sitotoksisite deneyleri, pasif hedefli nanotaşıyıcıların kanser hücresi canlılığının
etkin bir şekilde azalttığını gösterirken, 24 saatlik inkübasyon sürecinde
sağlıklı hücreler üzerinde kayda değer bir etki görülmedi. Ancak 96 saatlik
uzun inkübasyon sürecinde, sağlıklı BEAS-2B hücreleri makul seviyelerde
nanotaşıyıcı alımı gerçekleştirirken, A549 kanser hücrelerine kıyasla düşük
düzeylerde ilaç-aracılı sitotoksisite sergiledi. Ayrıca, nanotaşıyıcılar A549
hücrelerindeki apoptoz seviyelerini önemli ölçüde artırırken, BEAS-2B
hücrelerinde 96 saat sonunda dahi apoptotik etki göstermedi. Bu sonuçlar, pasif
hedefli inorganik ilaç nanotaşıyıcıların, sağlıklı hücreleri ihmal edilebilir
düzeyde etkileyerek,  antikanser
ilaçların kemoterapötik etkilerini artırmada umut verici olduğunu göstermektedir.

Keywords

pasif tümör hedefleme, ilaç nanotaşıyıcılar, BEAS-2B hücreleri, A549 hücreleri, Kanser, A549 hücreleri

Long Term Effect of Passive Tumor Targeted Inorganic Drug Nanocarriers on Lung Healthy and Cancer Cells

Abstract

Drug nanocarriers have shown great potential in cancer
therapy, as they provide controlled- and sustained-release properties.
Nanocarriers can deliver drugs with passive or active targeting,
but tumor accumulation of passively targeted nanocarriers is generally more
slowly and lower compared to their active counterparts. Thus in addition to
cancer cells, healthy cells are also exposed to these nanocarriers at the same
time. In the light of this issue, this study examined long time exposure effect
of passively targeted drug nanocarriers on human lung epithelial BEAS-2B cells
and human lung cancer A549 cells. For this reason, Fe₃O₄@SiO₂(FITC)-DOX
formulated drug nanocarriers combining imaging and therapy were used and its
cellular uptake, cytotoxicity and apoptotic effects were investigated. Cellular
uptake and cytotoxicity experiments demonstrated that passively targeted
nanocarriers showed efficient reduction of cancer cell viability. This did not
affect internalization and viability of healthy cells in 24 h. But after 96 h
prolonged incubation time, non-tumoral BEAS-2B cells showed moderate level
cellular uptake of nanocarriers and exhibited lower level drug-mediated
cytotoxicity as compared to A549 cancer cells.
Moreover, it was
found that the nanocarriers considerable increased the percent of apoptotic
cells in A549 cells, whereas showed no apoptotic effect in BEAS-2B cells in 96
h. These results show that passively targeted inorganic drug nanocarriers could
be promising for enhancing the chemotherapeutic effects of anticancer drugs,
while producing
negligible effects on healthy cells.

Keywords

passive tumor targeting, drug nanocarriers, BEAS-2B cells, A549 cells, cancer, drug nanocarriers, A549 cells

References

• [1] Wright J., “Nanotechnology: Deliver on a promise”, Nature, 509: 58−59, (2014)[2] Kumari P., Ghosh B. and Biswas S., “Nanocarriers for cancer-targeted drug delivery”, J Drug Target., 24: 179−191, (2016)[3] Sun C., Lee J. S. and Zhang M., “Magnetic nanoparticles in MR imaging and drug delivery”, Adv Drug Deliv Rev., 60: 1252−1265, (2008)[4] Park J. H., von Maltzahn G., Ruoslahti E., Bhatia S. N. and Sailor M. J., “Micellar hybrid nanoparticles for simultaneous magneto-fluorescent imaging and drug delivery”, Angew Chem Int Ed Engl., 47: 7284−7288, (2008)[5] Kumar A., Chen F., Mozhi A., Zhang X., Zhao Y., Xue X., Hao Y., Zhang X., Wang P. C. and Liang X. J., “Innovative pharmaceutical development based on unique properties of nanoscale delivery formulation”, Nanoscale, 5: 8307−8325, (2013)[6] Maeda H., Wu J., Sawa T., Matsumura Y. and Hori K., “Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review”, J. Control. Release, 65: 271–284, (2000)[7] Vaijayanthimala V., Cheng P. Y., Yeh S. H., Liu K. K., Hsiao C. H., Chao J. I. and Chang H. C., “The long-term stability and biocompatibility of fluorescent nanodiamond as an in vivo contrast agent”, Biomaterials, 33: 7794–7802, (2012)[8] Daglioglu C. and Okutucu B., “Synthesis and characterization of AICAR and DOX conjugated multifunctional nanoparticles as a platform for synergistic inhibition of cancer cell growth”, Bioconjug. Chem., 27: 1098−1111, (2016)[9] Daglioglu C., “İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi”, Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 6: 01-07, (2018)[10] Daglioglu C., “Enhancing tumor cell response to multidrug resistance with pH-sensitive quercetin and doxorubicin conjugated multifunctional nanoparticles”, Colloids Surf. B Biointerfaces, 156: 175–185, (2017) [11] Daglioglu C., “Environmentally responsive dual-targeting nanoparticles: improving drug accumulation in cancer cells as a way of preventing anticancer drug efflux”, J. Pharma. Sci., 107: 934-941, (2018)[12] Daglioglu C. and Okutucu B., “Therapeutic effects of AICAR and DOX conjugated multifunctional nanoparticles in sensitization and elimination of cancer cells via survivin targeting”, Pharm. Res., 34: 175−84, (2017)