Ανάπτυξη νανοσωματιδίων χρυσού για τη στοχευμένη χορήγηση σισπλατίνης σε καρκινικούς όγκους

• Κύριος συγγραφέας: Γιαννούλη, Χριστίνα
• Άλλοι συγγραφείς: Αυγουστάκης, Κωνσταντίνος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2019
• Θέματα: Νανοσωματίδια χρυσού; Στοχευμένη χορήγηση; Μερκαπτοοκτανοϊκό οξύ; Φυλλικό οξύ; Σισπλατίνη; Gold nanoparticles; Controlled delivery; Mercaptooctanoic acid; Folic acid; Cisplatin; 616.994 061

H συμβατική χορήγηση φαρμάκων δεν μπορεί να δώσει λύσεις στα δισεπίλυτα και απαιτητικά προβλήματα χορήγησης φαρμάκων. Λύσεις σε αυτά τα προβλήματα υπόσχεται η φαρμακευτική νανοτεχνολογία, η οποία εμφανίζει ραγδαία ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια και ασχολείται με τη βελτίωση της δράσης ήδη γνωστών φαρμακομορίων μέσω της χρήσης νανο-συστημάτων χορήγησης. Συγκεκριμένα με τον εγκλεισμό του φαρμακομορίου σε έναν ειδικά σχεδιασμένο νανοφορέα επιτυγχάνεται ελεγχόμενη μεταφορά και διάθεση του φαρμάκου τόσο χρονικά όσο και τοπικά στην επιθυμητή κυτταρική περιοχή με συνέπεια την μείωση των παρενεργειών και την αύξηση της θεραπευτικής δράσης του φαρμάκου. Η σισπλατίνη είναι ένα ισχυρό αντικαρκινικό φάρμακο, όμως λόγω μη εκλεκτικότητας στη δράση εμφανίζει μεγάλη τοξικότητα, όπως νεφροτοξικότητα και ωτοτοξικότητα, η οποία δεν επιτρέπει την χορήγηση αποτελεσματικών δόσεων. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιήθηκε φόρτωση της σισπλατίνης σε τροποποιημένα με φυλλικό οξύ νανοσωματίδια χρυσού, με σκοπό την απελευθέρωση του φαρμάκου εκλεκτικά στον καρκινικό όγκο, τα κύτταρα του οποίου υπερεκφράζουν τον υποδοχέα του φυλλικού οξέος, και την ελάττωση της τοξικότητας και των ισχυρών παρενεργειών από τη δράση του φαρμάκου στους υγιείς ιστούς. Για το σκοπό αυτό παρασκευάστηκαν νανοσωματίδια χρυσού με τη μέθοδο Brust-Schiffrin, τα οποία υπέστησαν επιφανειακή τροποποίηση με φυλλικό οξύ. Η σύνδεση των υποκαταστατών στα νανοσωματίδια χρυσού προσδιορίστηκε ποσοτικά με φασματοφωτομετρικό προσδιορισμό (UV). Στη συνέχεια τα τροποποιημένα νανοσωματίδια χρυσού χαρακτηρίστηκαν με βάση την υδροδυναμική τους διάμετρο και το επιφανειακό τους φορτίο μέσω της τεχνικής της δυναμικής σκέδασης φωτός (DLS). Έπειτα μελετήθηκε η κολλοειδής σταθερότητά τους παρουσία ηλεκτρολύτη (NaCl), και έπειτα από επώαση σε θρεπτικό υλικό καλλιέργειας κυττάρων και πλάσμα αίματος. Σε επόμενο στάδιο πραγματοποιήθηκε μορφολογική εκτίμηση των τροποποιημένων νανοσωματιδίων χρυσού με την τεχνική της ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (ΤΕΜ). Τα τροποποιημένα νανοσωματίδια χρυσού φορτώθηκαν με σισπλατίνη μετά από την επώασή τους με το φάρμακο. Το ποσοστό φόρτωσης της σισπλατίνης στα νανοσωματίδια μετρήθηκε φασματοφωτομετρικά. Μελετήθηκε το ποσοστό απελευθέρωσης του φαρμάκου σε διαλύματα φωσφορικών με pH=7,4 στους 37oC για 48 ώρες. Οι μελέτες ολοκληρώθηκαν με κυτταρικές μελέτες της κυτταροτοξικότητας των φορτωμένων με σισπλατίνη νανοσωματιδίων χρυσού και συγκρίθηκε με εκείνη του ελεύθερου φαρμάκου, σε καρκινικές σειρές, Α549, MDA-MB-231 κυττάρων που υπερεκφράζουν τον υποδοχέα του φυλλικού οξέος και MCF-7 που δεν υπερεκφράζουν τον φυλλικό υποδοχέα. Ο έλεγχος αυτός πραγματοποιήθηκε με χρώση των καρκινικών κυττάρων Α549 με ιωδιούχο προπίδιο (ΡΙ) και μέτρηση του φθορισμού των νεκρών κυττάρων με κυτταρομετρία ροής και με δοκιμασία ΜΤΤ για τα καρκινικά κύτταρα MDA-MB-231 και MCF-7. Συμπερασματικά τα φορτωμένα με σισπλατίνη νανοσωματίδια χρυσού παρουσίασαν κατάλληλες φυσικοχημικές ιδιότητες και επαρκή κολλοειδή σταθερότητα παρουσία ηλεκτρολυτών και σε πλάσμα αίματος. Η φόρτωση της σισπλατίνης στα τροποποιημένα με φυλλικό οξύ νανοσωματίδια χρυσού ήταν υψηλή, 38,14% για θεωρητική φόρτωση 50%. Η απελευθέρωση του φαρμάκου από τα νανοσωματίδια γίνεται με πολύ αργό ρυθμό, γεγονός που υποδεικνύει ότι τα σωματίδια θα χάνουν in vivo πολύ μικρό ποσοστό του φορτίου τους μέχρι να φτάσουν στον καρκινικό όγκο. Τα κενά χωρίς φάρμακο (blank) νανοσωματίδια χρυσού παρουσίασαν ελάχιστη τοξικότητα, γεγονός που αποτελεί ένδειξη βιοσυμβατότητας των συγκεκριμένων νανοφορέων. Τα φορτωμένα με φάρμακο νανοσωματίδια χρυσού έχουν τοξικότητα ίση ή λίγο μεγαλύτερη από την τοξικότητα του ελεύθερου φαρμάκου στην καρκινική σειρά Α549. Επιπλέον, με τη δοκιμασία ΜΤΤ διαπιστώθηκε ότι τα blank σωματίδια παρουσίασαν ελάχιστη κυτταροτοξικότητα και στις δύο καρκινικές σειρές MDA-MB-231 και MCF-7 που μελετήθηκαν. Επίσης τα σωματίδια φορτωμένα με σισπλατίνη είχαν υψηλότερη γενικά κυτταροτοξικότητα από την ελεύθερη σισπλατίνη στην περίπτωση των MDA-MB-231 κυττάρων που υπερεκφράζουν τον υποδοχέα του φυλλικού οξέος, ιδιαίτερα στις υψηλές συγκεντρώσεις σισπλατίνης, ενώ αντίθετα στα MCF-7 κύτταρα που δεν εκφράζουν τους υποδοχείς φυλλικού οξέος τα σωματίδια φορτωμένα με σισπλατίνη είχαν μικρότερη ή ίση κυτταροτοξικότητα σε σύγκριση με την ελεύθερη σισπλατίνη. Τα παραπάνω αποτελέσματα καθιστούν τα τροποποιημένα νανοσωματίδια χρυσού ένα πολλά υποσχόμενο σύστημα για τη στοχευμένη χορήγηση σισπλατίνης στους καρκινικούς όγκους και δικαιολογούν περαιτέρω έρευνας για τη δυνατότητα αξιοποίησής τους στην αντιμετώπιση του καρκίνου.