Abstract
Polymer nanopartikler er kjøretøy som brukes for levering av hydrofobe anti-kreft narkotika, som doxorubicin, paclitaxel eller chemopreventors som quercetin (Sp). Denne studien omhandler syntese og karakterisering av nano formuleringer (NFS) fra Q lastet PLGA (poly melke-ko-glykolsyre) nanopartikler (NPS) av overflatemodifisering. Overflaten av Q-lastet (NPS) modifiseres ved belegging med biopolymerer som bovint serumalbumin (BSA) eller histoner (His). Konvensjonelle cellegifter Adriamycin (ADR) og mitoxantrone (MTX) er bundet til BSA og Hans henholdsvis før de blir belagt på Q-lastet NPs til nano formulere NF1 og NF2 hhv. Størrelsene på disse NFS er i området 400-500 nm som bestemt ved SEM og DLS-målinger. Innkapsling av Q i polymer NPs er bekreftet fra endringer i FT-IR, TGA og DSC spor av Q-lastet NPs forhold til opprinnelig PLGA og Q. Surface endring i NFS er dokumentert av tre forskjellige regioner i sine TEM bilder; kjernen, polymerkapselen og den belagte overflate. Negativ zeta potensialet i Q-lastet NPs skiftet til positive potensialet på overflatemodifisering i NF1 og NF2.
In vitro
utgivelsen av Q fra NFS varte opptil tjue dager med en tidlig burst utgivelse. NF2 er bedre formulering enn NF1 som lasting av metotreksat er 85% sammenlignet med 23% lasting av ADR. Slik NFS er forventet å overvinne multimedikamentresistens (MDR) ved å nå og å behandle mål-kreftceller i kraft av størrelse, ladning og retensjon
relasjon:. Saha C, kaushik A, Das A, Pal S, Majumder D (2016) antracyklin Drugs på Modifisert Surface av quercetin-Loaded Polymer Nanopartikler: En Dual Drug Delivery Model for kreftbehandling. PLoS ONE 11 (5): e0155710. doi: 10,1371 /journal.pone.0155710
Redaktør: Heidar-Ali Tajmir-Riahi, University of Quebec i Trois-Rivieres, CANADA
mottatt: 16 mars 2016; Godkjent: 03.05.2016; Publisert: May 19, 2016
Copyright: © 2016 Saha et al. Dette er en åpen tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Data Tilgjengelighet:. Data er . tilgjengelig fra Dryad (10,5061 /dryad.5gf06)
Finansiering: Dette arbeidet ble finansiert av Department of Science and Technology, India (www.dst.gov.in; Dr Chabita Saha, WOS-A CS 49 /12)
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
De fleste anti-kreft narkotika har begrensninger i klinisk administrasjon på grunn av deres dårlige løselighet noen fysio og farmasøytiske egenskaper. De krever bruk av adjuvans, som ofte føre til alvorlige bivirkninger når det gis intravenøst. Betydelige endringer i konsentrasjonen av dette adjuvant registreres i blodplasma. Disse begrensningene er overvunnet gjennom nano formulering ved bruk av bionedbrytbare polymerer og bioadhesive materialer for å innkapsle anticancer medikament og gjøre dem egnet for oral administrering. Mange biopolymerer som chitosan, gelatin, proteiner og lipider brukes for narkotika innkapsling. I det foreliggende arbeidet har vi benyttet poly (melke-ko-glykolsyre) PLGA (figur 1a) som en polymer for medikament innkapsling. PLGA er godkjent av amerikanske FDA for levering av legemidler på grunn av sin nedbrytbarhet, effekt av innkapsle hydrofobe narkotika og vedvarende frigjøring av stoffet på målstedet. Innkapsling skjold narkotika fra kjemisk nedbrytning og ikke-spesifikk binding. Størrelsen av disse nanopartiklene gjør dem i stand til å trenge inn i spesifikke kreftceller via reseptorer og eller andre mekanismer, som er spissen uttrykt av målceller. Ulike formuleringer av narkotika lastet polymernanopartikler og deres effekt i behandling av kreft er rapportert [1-5].
(a) PLGA, (b) quercetin, (c) Adriamycin og (d) Mitoxantrone.
Vår interesse er å levere mer enn ett medikament ved overflatemodifisering av narkotika innkapslet PLGA NPs. Dette arrangementet modellen er konstruert for å overvinne multimedikamentresistens (MDR) som er stort hinder i behandling av kreft. I denne modellen det hydrofobe medikament er innkapslet i kjernen av NPS og dens overflate er modifisert for å romme et hydrofilt medikament. Overflaten blir modifisert ved å belegge en biopolymer til hvilken det hydrofile medikamentet er bundet. Biopolymerer som BSA eller hans kan ha dobbeltrolle; Den ene er å bære medikamentet og andre er å skjerme nanopartikler fra kroppens immunsystem, reticulo endoteliale system (RES) og cellulær nedbrytning. Dietary polyfenoler er forunt chemopreventive egenskaper og er overalt finnes i frukt og grønnsaker. Quercetin (Sp) [6], er en hydrofob fenoliske antioksidanter innkapslet i PLGA NPs. Den har en kjemisk struktur (fig 1b) som motvirker de skadelige effektene av oksidasjon forårsaket av ROS eller frie radikaler i levende celler i kroppen vår. Undertrykkelse av karsinogenese er foreslått å være på grunn av sin radikal fjernende aktivitet. Q er også kjent å ha kjemopreventive egenskaper sammen med evnen til å reversere MDR-trasé [7, 8]. Q er også rapportert å hemme CYP450, COX protein og tyrosinkinase-familien av enzymer som fører til modulering av signaltransduksjon og apoptose [9]. Adriamycin (ADR) og mitoxantron (MTX) (fig 1c og 1d henholdsvis) er velkjente kjemoterapeutiske medikamenter av antracykliner gruppe. De brukes som de hydrofile medikamenter som virker ved DNA innskyting fører til apoptose [10-12]. Når cellegifter som ADR /MTX handle på kreftceller noen normale celler i nærområdet er også ofret; Q kan bidra til å redusere skaden som en antioksidant. I kreftceller Q kan reversere MDR og gjengi dem gunstig for virkningen av ADR og MTX. De når levert i kombinasjon narkotika kan enten jobber sammen eller som adjuvans. I det foreliggende arbeide, er syntesen av Q-lastede polymer NPS bærer andre medikament på modifiserte overflaten og deres fysikalsk-kjemiske analyse rapportert. Slike formuleringer kan anvendes som alternativ anti-kreft medikamentleveringssystem for å komme over MDR
Materialer og metoder
PLGA. (LA: GA-50: 50) med molekylvekt 30,000-60,000, quercetin, histon, mitoksantron, adriamycin, og natriumazid ble oppnådd fra sigma. PVA (poly-vinylalkohol) ble erholdt fra Aldrich og BSA fra Merck. Aceton brukt var av analytisk kvalitet fra Merck. Milli Q vann og fosfat buffer fra Sigma ble brukt der stadig nødvendig.
Utarbeidelse av narkotika lastet NPS
PLGA nanopartikler ble utarbeidet av «
Enkelt Emulsion løsemiddelfordamping Technique
» [ ,,,0],13] som er oppsummert i figur 2. PLGA (40 mg) og Q (2 mg) ble oppløst i 4 ml aceton. Den resulterende PLGA-oppløsningen ble deretter langsomt tilsatt til en 5% PVA vandig løsning (8 ml) ved hjelp av en sprøyte. Løsningen ble deretter sonikert ved bruk av en sonde-sonikator (Hielscher UP100H, Tyskland) i løpet av is-bad i 2 min. Emulsjonen ble omrørt i 4 timer ved 25 ° C på en magnetisk røreplate for å tillate fordampning av organisk løsningsmiddel. De dannede nanopartiklene ble gjenvunnet ved ultrasentrifugering ved 18 000 rpm i 30 minutter ved 4 ° C og vasket to ganger med Milli-Q vann for å fjerne ubundet eller overskudd av PVA og fri Q. Den vaskede formuleringer ble lagret over natten ved -80 ° C i en fryser og deretter fryse-tørket eller frysetørket (Gemini
BV Heto Maxi Dry Lyo) i 2 dager for å få pulverisert form av NPs.
Skjematisk fremstilling av syntese og overflate modifikasjon av PLGA NPs.
Surface modifisering av NPs
BSA binder seg til ADR med bindende konstant 7,8 x 10
3 M
-1 [14] og har vært belagt på supramagnet jernoksid nanopartikler for å binde seg til legemidler [15]. Fra bindingskonstanten er forholdet mellom deres bindingskonsentrasjonen ble bestemt. Følgelig ADR (2,2 x 10
-4 M) ble inkubert med BSA (1 mg /ml) i 15 minutter. Q-NPs ble deretter tilsatt til BSA-ADR kompleks og den resulterende blandingen ble sonikert i 30 sekunder ved bruk av bad sonikator. Den resulterende blanding ble deretter inkubert i 1 time ved 37 ° C under konstant omrøring i et risteapparat ved 180 rpm for å lette adsorpsjonsprosessen [3,16,17]. De BSA-ADR belagt og Q-lastet NPs ble deretter utvunnet av ultrasentrifugering i 20 minutter ved 4 ° C. Vasket to ganger med Milli-Q vann for å fjerne ubundet BSA og fri ADR. De vaskede formuleringer ble lagret over natten ved -80 ° C i en fryser og deretter frysetørket eller frysetørket i 2 dager for å få den pulveriserte form av NPS. Tilsvarende den andre formulering ble fremstilt ved bruk av histon og MTX i. 5: 1-forholdet beregnet på grunnlag av deres bindingskonstant
Partikkelstørrelse analyse og zeta-potensialmålinger
Dynamisk laserspredning (DLS) var brukes til å måle den hydrodynamiske diameter (nm), og Laser Doppler anemometri (LDA) ble anvendt for å bestemme zeta-potensial (mV). De DLS og LDA analyser ble utført ved hjelp Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, UK). For å bestemme partikkelstørrelsen og zeta-potensial, en fortynnet suspensjon av hulroms NPS NPS Q-lastet, NF1 og NF2 (100 ug /ml) som hver ble fremstilt i dobbelt destillert vann, ultralydbehandlet på et isbad i 30 sek og underkastet partikkelstørrelse og zeta-potensialmåling separat. Alle målinger ble utført i duplikater
Fastsettelse av narkotika entrapment effektivitet
entrapment effektivitet (E%) av Q-lastet i PLGA nanopartikler ble bestemt i følgende metode:. Nanopartikler ble skilt fra det frie legemiddel ved sentrifugering, og mengden av fritt medikament i supernatanten ble målt ved hjelp av spektrofotometer. E% ble beregnet ved hjelp av følgende ligning: hvor stoffet er Q.
Fastsettelse av narkotika lasteeffektivitet
Laster effektivitet ble beregnet ved å
L
% = ([
Drug
]
total Twitter /[
NP
]
total
) × 100, hvor stoffet er Q.
Fourier transformert infrarød spektroskopi
Fourier transformert infrarød spektroskopi (FT-IR) analyse ble utført for å bekrefte tilstedeværelse av ulike kjemiske funksjonelle grupper i PLGA, Q, Q-lastet PLGA NPs og overflate endret NFS. FT-IR-spektra ble registrert med Jasco Fourier Transform Infrared Spectrometer. Tørre faste prøver (1 vekt%) ble fint knust og blandet med kaliumbromid og presset for å lage en pall. Skanner ble registrert for hver prøve ved en spektral spenner fra 4000-400 cm
1.
Differential scanning kalorimetri
Målinger av den termiske oppførselen til ren Q, PLGA void NPs og ( NFS) ble utført med kalorimeter (Pyris Diamond DSC, Perkin Elmer). Prøvene ble lastet på vanlige aluminiumsgryter og ble skannet i området fra 0 ° C-350 ° C med en skanning hastighet på 10 ° C /min.
termogravimetrisk analyse
termogravimetrisk analyse (TGA) måler vektendringer i et materiale som en funksjon av temperatur (eller tid) under en kontrollert atmosfære. Thermogravitometric profilen til void PLGA NPs, gratis Q og Q-lastet NPs ble registrert på TGA, TA instrument Q 600 SDT samtidig DSC TGA.
In vitro frigjøringskinetikken studie
In vitro
frigjøring av Q fra NPS ble utført ved å oppløse 2 mg av NPS i 1 ml PBS (0,01 M, pH 7,4) inneholdende 0,1% volum /volum av NaN
3 (for å opprettholde en vask tilstand). NP Suspensjonen ble likt fordelt i to rør som inneholdt 1 ml hver (som forsøket ble utført i duplikat) og holdt i et risteapparat ved 37 ° C ved 150 rpm. Ved bestemte tidsintervaller som (1 dag, 2 dag opp til 20 dager) disse rør ble tatt ut fra ryste og sentrifugert ved 13800 rpm, 4 ° C i 10 min. Til den oppnådde pelleten etter sentrifugering, ble 1 ml fersk PBS /NaN
3-løsning ble tilsatt til riste for de neste avlesninger. Den oppsamlede supernatant ble lyofilisert og oppløst i 1 ml DMSO /aceton. Løsningen ble sentrifugert ved 13 800 rpm i 10 min ved 25 ° C for å samle opp medikament i supernatanten. Mengden av Q i prøven ble målt fluorimetrisk.
Scanning elektronmikroskop (SEM) studier
overflatemorfologien av NPs var preget av SEM (Zeiss Evo-MA 10) arbeider på en akselerer spenning på 10-30 kV. Noen dråper void, Q-lastet NPs, NF1 og NF2 vannsuspensjoner (100 mikrogram /ml) ble separat tørket på små glassbitene og freste med gull for å gjøre dem ledende og plassert på en kobber spire før oppkjøpet av SEM bilder.
Transmission elektronmikroskop (TEM) studier
Den interne strukturen av NPs ble bestemt av TEM (Jeol Jem 2100 HR med EELS). En dråpe void, Q-lastet, BSA-ADR NF og Hans-MTX NF vannsuspensjoner (100 mikrogram /ml) plassert over en karbon belagt kobber TEM rutenett (150 mesh, Ted Pella Inc., Redding, CA), og tillot å tørke. Bildene ble visualisert på en akselererende spenning på 120 kV under transmisjonselektronmikroskop.
Resultater
SEM-TEM analyse
SEM bilder av void NPs og Q-loaded NPs som vist i fig 3a og 3b bekrefte dannelsen av standard løsningsmiddel-fordampningsmetoden anvendt. Den ytre overflaten av tomrommet er glattere enn lastet NPs, noe som tyder innkapsling av stoffet. SEM-bilder av NF1 NF2 og er representert i figur 3c og 3d henholdsvis. Fra tallene er det avslørt at størrelsene på NFS er større enn Q-lastet NPs bevis på vellykket overflate modifikasjon. Den pealing av laget fra overflaten bekrefter også overflatebelegg i NF1 og NF2. TEM-bilder (Figur 4) av overflatemodifisert NF2 viser tre distinkte lag; en er av medikamentet i kjernen av NPS, er andre polymeren innkapsling og tredje er belegget på overflaten
Scanning elektronmikroskop mikrografer av (a) void-PLGA NPS.; (B) Q-lastet NPs; (C) NF1 og (d) NF2
transmisjonselektronmikroskop bilde av NF2 som illustrerer de tre lag av.; innkapslet Q, polymer kapsel og overflatemodifisering.
Størrelse besluttsomhet og zeta potensialet måling
Zeta potensialer ble målt ved hjelp av dynamisk lysspredning og de verdiene som er registrert er -2,0 mv, -10,0 mv , 3,0 mv og 8,0 mv henholdsvis for ugyldig NPs, Q-lastet NPs, NF1 og NF2 hhv. Skiftet fra negative zeta potensialet i Q-lastet til positivt potensial i NF1 og enda høyere positivt skift i NF2 støtter også vellykket belegg. De målte størrelsene er ca 180 nm for ugyldig og 250 nm for Q-lastet NPs. For NF1 og NF2 størrelsene er mellom 400-500 nm. DLS ut satt av størrelse befolkningen for NPs og NFS er gjengitt i figur 5.
Størrelse i nm (a) void-PLGA NPs (b) Q-lastet NPs (c) NF1 og (d) NF2.
FT-IR analyse
FT-IR spektrene av ren Q, BSA og PLGA er illustrert i figur 6a, 6b og 6c. Spektrene viser karakteristiske topper av funksjonelle grupper som OH, CH, C-O og C = O-bånd i samsvar med den rapporterte spektra av Q [18, 19], BSA [20, 21] og PLGA [22]. Den FTIR spektra av overflaten modifisert NF1 og NF2 (Fig 6d og 6e henholdsvis) også beholdt den karakteristiske band av PLGA og Q med små endringer. Nye bånd i spektrene er tildelt til amidet fra proteinet belegget og OH bidrag fra narkotika. Band i rundt 3383 cm
-1 tildeles OH strekningen som er iboende i PLGA, Q og BSA. I figur 6e og 6d bånd i området 3062 cm
-1 er karakteristisk for amid-A av proteiner som er mer fremtredende for NF1 NF2 og som er belagt med proteiner. Amid I og II bånd ved 1652 og 1531 cm
-1 henholdsvis [20] av proteinene er integrert med den PLGA topp ved 1758 cm
-1 og slik at dens intensitet er høy for NF1 NF2 og. Båndene mellom 3000-2850 cm er signatur band av CH strekker felles for alle NPs og NFS. De sterke bånd ved 1320-1000 og 1760-1690 cm
-1 identifisert i alle NPS er tildelt til CO og C = O bindinger som er tilstede i karboksylgruppene PLGA.
FTIR spektra av (a ) pure-Q (b) BSA (c) PLGA (d) NF1 og (e) NF2.
TGA og DSC-analyse
TGA skanninger i figur 7a, 7b og 7c og er representative for smelting kurver av void NPs, henholdsvis Q og Q-lastet NPs. TGA spektra av PLGA følger et skarpt tap i vekt på rundt 50 ° C med temperatur hvor Q som viser en langsommere tap i vekt ved høyere temperatur (320 ° C) i henhold til tidligere rapporter [23, 24]. TGA-profil av Q-lastet NPs følger vekttap ved middels temperatur og mindre bratt enn PLGA bekrefter innkapsling av Q. DSC profiler av ren Q i figur 8a reflektere tydelig smeltetemperatur Q ved 326 ° C i samsvar med tidligere rapporter [25]. Figur 8b og 8c er representanter for DSC mønstre av NF1 NF2 og, respektivt. De zoomet topper for PLGA ved 50 ° C og BSA /Hans mellom 60-70 ° C spores i figur 8d og 8e henholdsvis som observert av andre [26, 27]. Smelte topper for ADR og MTX er slått sammen med at av Q mellom 300-320 ° C.
TGA smeltekurver (a) void-PLGA NPs (b) gratis Q og (c) Q-lastet NPs .
DSC spor av (a) gratis Q (b) NF1 og (c) NF2. (D) Sporet mellom er 40 til 60 ° C zoomes å markere PLGA smeltetemperatur i void NPs, NF1 og NF2. (E) Sporet mellom 50 til 100 ° C zoomes å markere Protein smeltetemperaturen for NF1 og NF2.
Drug entrapment effektivitet og lasteeffektivitet
Q ble effektivt lagt i PLGA NPs, og nådde en mengde av 105 ug pr Q mg av NP med innkapslingseffektivitet på 85%. ADR ble belagt på Q-lastet NP med virkningsgrad på 23,2%. MTX ble vellykket belagt på NPs med virkningsgrad på 84,62%.
In vitro frigjøringskinetikken studie
In vitro
medikamentfrigjøringskinetikk fulgt i 20 dager er representert i figur 9 demonstrere innledende utbrudd av stoffet fra PLGA NP, etterfulgt av gradvis frigjøring av stoffet på påfølgende dager. Dette er det karakteristiske trekk ved PLGA NPS, som kan variere med sammensetningen av PLGA og cellulært miljø [28].
2 mg av Q-lastede NPS ble oppløst i 1 ml PBS (0,01 M, pH 7,4) inneholder 0,1% v /v av NaN
3 og holdt i shaker inkubator og sentrifugeres før supernatanten ble samlet.
Diskusjoner
Målrettet levering av legemidler har gått gjennom mange fasetter over siste tiårene; nyest blir nanoteknologi. Denne teknologien har fordelen av å formulere skreddersydde medisiner som passer formålet fra de eksisterende konvensjonelle anti kreft narkotika. Hovedtrekkene i formuleringene er størrelse, ladning og sammensetning som gjør de konvensjonelle narkotika inn potensielle medikamenter som kan forbrukes muntlig. Nanopartiklene kan være av en hvilken som helst biologisk nedbrytbar polymer som kitosan, lipider, syntetisk PLGA, PEG etc. hvori mer enn ett medikament kan bli innkapslet. I denne studien Q-lastet PLGA NPs er overflate endret for å imøtekomme en annen narkotika på overflaten. Dannelse av Q belastede polymer (PLGA) nanopartikler ved løsningsmiddelfordampning metoden er utstilt av SEM bilder i fig 3a og 3b. Overflaten av Q belastede NPS er litt ujevnt i forhold til glatte overflate av ugyldige NPS. Størrelsen bestemmes av DLS (Fig 5) for annullerer NPs og Q-lastet NPs er ca 180 og henholdsvis 250 nm. Størrelsen på Q-lastet NPs er større enn void NPs bekrefter innkapsling. FT-IR, TGA og DSC-spektrene av Q, void NPS og Q belastede NPS som vist i figurene 6, 7 og 8 henholdsvis oppviser egenskaper som er støttende for tilstedeværelse av Q og PLGA i prøvene. FTIR spektralbånd bekrefte med de som er rapportert for Q og PLGA og deres skift i Q-lastet NPs er bevis for innkapsling [18-22]. Q inne i NPs har forskjellig fysisk form enn den frie Q og skiftene er tilskrevet dette. PLGA fysiske egenskaper seg selv er blitt vist å være avhengig av flere faktorer, deriblant den opprinnelige molekylvekt, forholdet mellom laktid og glykolid, størrelsen på enheten, eksponering til vann (flateform) og lagringstemperatur. Den hydrofobe natur av PLGA påvirker polymernedbrytningen noe som i sin tur avstemmer langsom frigjøring av medikamentet fra inne i kjernen. Offentliggjøring av Q fra NPs ble overvåket fluorimetrisk og slipp opptil tjue dager etter første utbrudd ble (Fig 9) registrert. Den primære kravet for bedre terapeutiske egenskaper av NFS per se kontrollert frigjøring av Q er oppnådd som gjenspeiles av frigjøringskinetikk [28]. Andre faktorer som overflaten ansvaret for NPs også påvirke deres effekt i behandling av kreft.
Nature av NF overflate er svært avgjørende for deres opptak i kreftcellene. PLGA-NPs uten overflate modifikasjon; bærer negativ ladning kan raskt opsonised og massivt klarert av RES, hovedsakelig i leveren og milten. Dette er et stort hinder for aktiv målretting som systemet gjenkjenner og fjerner NPs fra systemisk sirkulasjon, og hindrer effektiv levering av nano stoffet til kreftceller. Overflate modifikasjon av disse polymer NPs med hydrofile biopolymerer anerkjent av RES er den mest pragmatiske måten å kontrollere opsonisation og favør målrettet levering av legemidler [29-33].
Binding av stoffer som adriamycin, metmorfin, aspirin, norfloxacin og ASN med serumalbuminer er rapportert [14, 34-37]. De protein-medikamentelle komplekser er stabile og hovedsakelig binde av H-binding, elektro og hydrofobe interaksjoner. I de senere år har omfattende forskning vært fokusert på adriamycin levering via ulike naturlige og syntetiske leveringsverktøy som nanopartikler for å hjelpe medikamentløseligheten, forbedre den terapeutiske prosess ved å forlenge sirkulasjonstiden og forbedre opptak i tumorer, gjennom permeabilitet og retensjonseffekten [38-44].
i den foreliggende undersøkelse, er overflatemodifisering oppnås ved adsorpsjon av proteinet-medikamentkompleks på overflaten av Q-belastede NPS. Overflatemodifisering av NPS av BSA allerede er rapportert å være stabile og beholder evnen til å binde til medikamenter [3,15-17]. Denne endringen vil skjerme NPs blir eliminert av RES. Overflate modifikasjon av disse NPs av belegg BSA /Hans bundet til ADR /MTX henholdsvis er fanget i SEM bilder figur 3c og 3d. Overflaten modifiserte NFS er større enn Q-innkapslet NPs (mellom 400-500 nm) i forhold til Q-lastet (250 nm). Også NPs vise mindre aggregering tyder oppkjøpet av høyere kostnader ved overflatemodifisering som fører til høyere frastøtende krefter mellom dem. TEM bilder (fig 4) av NFS fange tre forskjellige lag nemlig den innkapslede narkotika, polymeren innkapsling og overflatebehandling av NPs.
Zeta potensialet er anklagen som utvikler seg mellom fast overflate av NPs og dets medium suspensjon. Den nettoladning ved NP overflate påvirker ion fordeling i nærheten av dette område ved å øke konsentrasjonen av motioner i nærheten av overflaten. Den positive zeta potensialet NF1 og NF2 muliggjør høyere interaksjon med de negativt ladede kreftceller på grunn av over uttrykk for negativt ladede glykol proteiner i forhold til Q-lastet NPs med negativ zeta potensial. MDR er hovedsakelig på grunn av den i forhold til ekspresjon av disse negativt ladede plasmamembran-glykoproteiner, som er i stand til å ekstrudere en rekke generelt negativt ladede xenobiotika inkludert noen anticancer legemidler.
Doxorubicin er et cytotoksisk middel med høy veksthemmingsverdier er positivt belastet og kan ikke skylles bort av de negativt ladede kreftceller, men kan bli hindret av sin lave løselighet. I NF1 hvor ADR bundet til BSA er belagt på Q-lastet NPs, er dens zeta potensialet positive (3,0 mv) på tross av negative ladninger på BSA og Q-lastet NPs. Mer positive zeta potensial (8,0 mv) ble observert når MTX bundet hans ble belagt på Q-lastet NPs. Også 85% av MTX er bundet til sin sammenlignet med 23% av ADR på BSA. Høy lasting av MTX og høyere positiv ladning på NF2, gjør det til et bedre nano formulering enn NF1. Når NFS er inne i cellen, begge medikamentene blir levert og den lave løseligheten av Q er også overvunnet. Det ekstracellulære pH-verdien av ondartede svulster er vesentlig lavere enn det normale vev under fysiologiske betingelser, og bidrar til å stabilisere positiv ladning av NFS. Disse to faktorene-mer positive ladninger av NFS på svulststedet og mer negative ladninger av tumor celler /blodkar kan føre til tumorspesifikk akkumulering av NFS. Denne metoden har vært vellykket i akselerer
in vitro
opptak av kumarin til kreftceller, forbedret cytotoksisitet av paclitaxel og økt
in vivo
opphopning av kumarin i tumorbærende vev [45].
Konklusjon
quercetin, en flavonoid med anti-kreft egenskaper, er begrenset av lav løselighet og biotilgjengelighet å være vellykket utpekt som anti-kreft narkotika. Ved å innkapsle den i polymernanopartikler; denne begrensningen kan overvunnet. Ved overflatemodifisering av Q-lastet NPs; sjansene for nedbrytning før de når målet kan begrenses. Til slutt ved å oppnå positive zeta potensial; NFS er elektrostatisk gunstig å samvirke med de negativt ladede kreftcellene som resulterer i spesifikt opptak og akkumulering. Kombinasjon Q i nano skjema med regelmessige cellegifter som ADR og MTX i NF1 og NF2 henholdsvis kan overvinne MDR-en krevende oppgave i kreftbehandling. Her NF2 er en bedre formulering enn NF1 som det bærer høyere positiv ladning, så vel som større mengder MTX er lastet på overflaten av NPS sammenlignet med ADR i NF1. Anvendelsen av NFS på kreftcellelinje K562 er i gang.
Takk
Forfatter Chabita Saha er takknemlig til Ministry of Science and Technology, India for økonomisk støtte. Forfatterne er takknemlige til Senter for forskning i Nano Science and Nano Technology, Kolkata for å gi oss med FTIR, SEM og TEM anlegget. Takk er også utvidet til UGC-DAE senter for forskning, Kolkata for å gi DLS, Zeta Potensielle anlegget. Den visekansler av MAKAUT, professor S. K. Dey er anerkjent for sin konstant støtte og samarbeid.
