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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

• 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

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

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

Kaynakça

1. [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)