فرمولاسیون نانوذرات مغناطیسی بارگذاری شده با داروی دوکسوروبیسین و بررسی اثرات سمیت سلولی آن

Abstract

زمینه و سابقه نانو ذرات مغناطیسی به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد و توانایی عملکرد آنها در سطح سلولی و مولکولی در دهه‌های اخیر کاربردهای متنوعی در علوم مختلف از جمله پزشکی و داروسازی پیدا کرده اند که این امر بدلیل خواص منحصر بفرد آنها جهت دارو رسانی و تصویر برداری بوده است.هدف در این مطالعه اثرات سمیت سلولی نانو ذرات مغناطیسی بارگذاری شده با داروی دوکسوروبیسین روی سلول های سرطانی سینه شامل رده سلولی MCF-7 و MDA-MB 231مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش کاردر ابتدا نانوذرات مغناطیسی سنتز گردید و با استفاده از دوپامین و پلی اتیلن گلیکول اصلاح سطح صورت گرفت و در نهایت داروی دوکسوروبیسین روی آنها بارگذاری شد. سپس آزمایش MTT assayبه منظور بررسی اثرات سمیت سلولی غلظت های مختلف نانوذرات سنتز شده انجام گرفت. همچنین مورفولوژی و سایز نانوذرات به وسیله DLS و TEM مورد ارزیابی قرار گرفت و میزان ورود نانوذرات به سلول نیز توسط تست فلوسیتومتری مورد بررسی قرار گرفت.بعلاوه، رهش دارو در سه pH مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج :نتایج نشان داد که نانوذرات فاقد دارو سمیت زیادی نداشته و در بیشترین غلظت سمیتی در حدود 20% را نشان داده اند در حالیکه نانوذرات حاوی داروی دوکسوروبیسین سمیت بالایی داشتند.همچنین اتصال آپتامر MUC1 باعث بهبود اثرات سمیت سلولی نانوذرات حاوی دارو روی رده سلولی MCF-7 شده است.نتایج تست فلوسایتومتری نشان داد که تاثیر آپتامر MUC1 روی ورود نانوذره به سلولهای ردهMCF-7 بیشتر است.نتایج حاصل از تست رهش دارو از نانوذره نیز نشان دهنده افزایش میزان رهش دارو از نانوذره با کاهش pH بود.بحثبا توجه به نتایج حاصل از بررسی سمیت سلولی می توان از نانوذرات حاوی دارو و آپتامرجهت موارد تشخیص ودرمان همزمان به عنوان ماده ترانوستیک استفاده کرد., IntroductionMagnetic nanoparticles (MNPs) due to their unique physical properties and performance on cellular and molecular level have various applications in different fileds. In the recent decades they have been extensively used for the development of novel drug delivery systems for cancer targeting and imaging. ObjectiveIn this study, cellular toxicity of doxorubicin loaded MNPs on breast cancer cells including MCF-7 and MDA-MB231 cell lines have been studied.MethodsAt first MNPs were synthesized and then dopamine and polyethylene glycol were used for surface modification and mucin-1 aptamer conjugation, and finally doxorubicin was loaded. The physicochemical characterization (such as size, zeta potential, morphology) by means of Dynamic light scattering and Transmission electron microscopy. Drug content and release were also studied. Furthermore the cytotoxicity and cellular internalization were evaluated by MTT assay and flowcytometry respectively.ResultsOur data showed that the MNPs exhibit appropriate physicochemical characteristics. Drug release data indicated higher rate of drug release in acidic environment (i.e pH= 5.4).MTT assay showed that nanoparticles lacking drug are not very toxic and they showed only 20% toxicity at the highest concentration while nanoparticles containing doxorubicin caused higher toxicity in both cell lines. Moreover,MNPs conjugated with Mucin-1 led to more toxic effects in MCF-7cell line (as a mucin-1 positive cells) as compared to MDA-MB 231 cell lines. The results of flowcytometry, also were in agreement with MTT assay data, indicating significantly higher uptake of Mucin-1 conjugated MNPs by MCF-7cell line. and it also showed that the effect of aptamer MUC1 on nanoparticle entrance into MCF-7cell line is significant.ConclusionWe could conclude that formulated targeted MNPS could be considered as a suitable drug delivery system for Doxorubicin. Higher drug release in acidic miliue could benefit higher impact of drug in cancer microenvironment. Targeting strategy by using magnetic core and Mucin-1 aptamer could be attractive mean for targeted cancer drug delivery and imaging. If proven efficient in-vivo they can be used in MRI imaging and drug delivery in a dula application manner