فرمولاسيون، مشخصه يابي و ارزيابي نانوذرات مزوپورسيليكا-كيتوسان بارگذاري شده با كورسيتين به منظور دارورساني هدفمند در درمان سرطان

Formulation, Characterization and Evaluation of Quercetin-loaded Chitosan-functionalized Mesoporous Silica for Targeted Drug Delivery in Cancer Treatment

كورسيتين يك متابوليت گياهي ايمن است كه به عنوان عامل مهار كننده شيميايي در مهار سلول‌هاي توموري و پيشرفت بسياري از سرطان‌ها نقش موثر دارد. در اين تحقيق به منظور بهبود كارايي و دسترسي زيستي مولكول كورسيتين از نانوحفرات مزوپور سيليكا با پوشش كيتوسان به عنوان يك بيوپليمر حساس به pH استفاده شد. براي اين منظور ابتدا نانوحفرات مزوپور سيليكا به روش سل-ژل سنتز شد. سپس، در يك محيط اسيدي با استفاده از گليسيديل اكسي پروپيل تري متوكسي سيلان، لايه‌اي از كيتوسان به دور نانوحفرات سيليكا پوشش داده شد. براي مشخصه‌يابي نانوحامل سنتز شده از روش‌هاي مختلفي نظير FESEM، BET وFTIR استفاده شد. نتايج FESEM و BET به‌ترتيب حاكي از اندازه ذرات و حفرات در محدوده نانومتر بود. هم‌چنين حضور پيك‌هاي موجود در آناليزFTIR نشان داد كه دارو با موفقيت در نانو‌حامل قرار گرفته است. از طرفي نتايج محاسبه ظرفيت بارگيري دارو در نانوحامل و هم‌چنين ميزان رهايش دارو در دو pH اسيدي و فيزيولوژي بدن نشان داد نانوحامل از كارايي و پايداري مناسب در بارگيري و رهايش دارو برخوردار است. ميزان سميت سلولي فرمولاسيون دارويي در غلظت‌هاي مختلف بر روي رده‌ سلولي سرطاني HeLa با كمك روش MTT بررسي شد. نتايج نشان داد ميزان سميت سلولي فرمولاسيون دارويي نسبت به داروي آزاد به شكل معناداري افزايش مي‌يابد و مقدار IC50 در رده‌ سلولي سرطاني HeLa از 58 ميكرومولار براي كورسيتين آزاد به 36 ميكرومولار براي كورسيتين بارگذاري شده در نانوحامل كاهش يافت. در‌نهايت، اين تحقيق نشان داد نانوحامل مزوپورسيليكا-كيتوسان قادر است به عنوان سيستم دارورساني هوشمند و زيست‌سازگار براي انتقال داروي كورسيتين به سلول‌هاي سرطاني در نظر گرفته شود.

Quercetin is a safe herbal metabolism which has effective role on inhibition of tumor cells and growth of many types of cancers. In this study to improve the efficiency and bioavailability of Quercetin molecule, Chitosan-functionalized nanoporous mesoporous Silica was used as a pH-sensitive biopolymer. For this purpose, at first nanoporous Mesoporous silica was synthesized by sol-gel method; then Chitosan layer was coated on nanoporous of silica using GPTMS in an acidic medium. Different analysis methods such as FESEM, BET and FTIR were used to characterize the synthesized nanocarrier. FESEM and BET analysis results demonstrated nanometric sizes of particles and porosities. FTIR analysis picks showed successful drug loading on nanocarrier. On the other hand, calculation of drug loading content and encapsulation efficiency in acidic and physiologic pH, illustrated that nanocarrier has suitable performance and stability for drug loading and release. Cytotoxicity of as-drug formulation in different concentrations was investigated by MTT assay on HeLa cells. The results showed that cytotoxicity of as-drug formulation increased in comparison to free drug and IC50 value of HeLa cells decreased from 58 µM for free Quercetin to 36 µM for loaded Quercetin. Eventually this study showed Chitosan-functionalized Mesoporous Silica nanocarrier could be considered as a smart and biocompatible drug delivery system to carry Quercetin drug for cancer cells treatment.