اثر نانوذره طلا بر روي خواص هيدروكسي اوره ليپوزومه شده: يك بررسي برون تني

Effect of gold nanoparticle on properties of liposomal hydroxyurea: in vitro study

سابقه و هدف: نانوذرات اميدهاي زيادي را در دارورساني به وجود آورده اند. اين حامل ها علاوه بر افزايش كارايي داروهاي گوناگون باعث كاهش عوارض جانبي آن ها نيز مي گردند. در اين مطالعه فرمولاسيون هاي نانوذره اي متفاوتي از داروي ضدسرطان هيدروكسي اوره تهيه شد. كارايي فرمولاسيون هاي توليدشده در محيط كشت سلول نسبت به داروي آزاد بررسي گرديد. مواد و روش‌ها: از روش تبخير فاز معكوس براي ساخت ليپوزوم حاوي هيدروكسي اوره استفاده شد. نانوذرات طلا حاوي اسيد آمينه از طريق احيا نمك كلرواوريك اسيد تهيه شدند. اين نانوذرات با DNA استخراج شده از سلول سرطان پستان انساني MCF-7 كونژوگه (نانوكونژوگه) گرديدند. نانوكونژوگه با ليپوزوم حاوي هيدروكسي اوره مخلوط شد و نانوكمپلكس مربوطه به وجود آمد. از روش هاي طيف سنجي نور مريي- فرابنفش و تفرق ديناميك نور، براي توصيف نانوذرات استفاده گرديد. ميزان بارگذاري دارو در ليپوزوم ها با استفاده از روش اسپكتروفتومتري محاسبه شد. جهت بررسي سميت فرمولاسيون هاي مختلف از آزمون MTT و سلول MCF-7 استفاده شد. يافته‌ها: ميزان بارگذاري دارو در ليپوزوم ها، 70 درصد محاسبه گشت. بيشترين اندازه مربوط به كمپلكس نانوكونژوگه با 502 نانومتر و كمترين اندازه مربوط به نانوذره طلا با اندازه 29 نانومتر بود. مشخص شد كارايي دارو در حالت نانوذره نسبت به داروي آزاد افزايش قابل ملاحظه مي يابد. اين اثر در غلظت هاي پايين (Mµ20 > ) مخصوصاً در مورد كمپلكس نانوكونژوگه بيشتر مشهود بود. در كمترين غلظت دارو (5 ماكرومولار)، سميت ليپوزوم حاوي هيدروكسي اوره 70 درصد و كمپلكس نانوكونژوگه 81 درصد تخمين زده شد. اين اثر را مي توان به افزايش ورود دارو به سلول در نتيجه حضور نانوذره طلا نسبت داد. داروي آزاد سميت سلولي 32 درصدي در غلظت 5 ماكرومولار و 88 درصدي در غلظت 2500 ماكرومولار باعث شد. نتيجه‌گيري: نتايج مطالعه نشان داد ليپوزوم به عنوان نانوذره اي مناسب براي هيدروكسي اوره عمل مي كند. مشخص شد اثر نانوذره طلا حايز اهميت زياد مي باشد. بطوريكه در حضور اين نانوذره در كمپلكس، سميت به ميزان چشمگيري افزايش يافت. براين اساس مي توان استفاده از نانوذره طلا به صورت كمپلكس ليپوزومي براي فرمولاسيون هاي مختلف دارويي را مدنظر قرار داد. همچنين به دليل افزايش كارايي چشمگير فرمولاسيون كمپلكس نانوكونژوگه توليدشده در اين مطالعه، مي توان مطالعات درون تني مربوطه را با آن آغاز كرد.

Aim and Background: Functional nanoparticles have offered many hopes in drug delivery. These structures not only increase the efficiency of nanoparticle-associated drugs, but also attenuate the side effects of these therapeutic agents. In this study various nanoparticulate formulations of Hydroxyurea (HU) were constructed. Materials and Methods: reverse phase evaporation technique was used to obtain the Hydroxyurea-loaded liposome. Aspartic acid containing-Gold nanoparticles (GNPs) were manufactured using reduction of chloroauric acid salt. DNA extracted from human breast cancer cell line MCF-7 was then conjugated to GNPs (nanoconjugate). Nanoconjugate was subsequently mixed with Hydroxyurea-loaded liposome to give nanoconjugate complex. Obtained nanoparticulate formulations were characterized with dynamic light scattering (DLS) and UV-Vis spectrophotometery methods. Spectrophotometery was also used to determine the drug loading efficiency. MTT assay and MCF-7 cell line was contributed to provide the information about cytotoxicity effects of various formulations. Results: Drug loading efficiency was found to be 70%. While nanoconjugate complex gave the largest size with 502 nm, size of produced GNPs was minimum with 29 nm. Although compared to free drug, efficiency was significantly enhanced when HU was coupled to nanoparticulate formulations, this effect was more evident at lower concentrations of drug ( > 20 µM). In this regard cytotoxicity effect of nanocomplex was prominent. Cytotoxicity effects of HU-loaded liposome and nanoconjugate complex at lowest concentration (5 µM) were estimated to be 70 and 81 percent respectively. More cytotoxicity observed with nanoconjugate complex could be attributed to an increase in the HU transfer to cell because of GNPs. Free HU showed cytotoxicity effects equal to 32 and 88 percent at 5 and 2500 µM, respectively. Conclusion: Results of the study showing that liposome nanoparticle could be considered as a suitable carrier for HU. It has demonstrated that GNPs exert essential role in which at the present of this nanoparticle as nanocomplex structure, cytotoxicity effects were significantly increased. According to these observations, use of GNPs as liposomal nanocomplex for various drug formulations could be considered. Because of significance increase in the cytotoxicity effects of nanoconjugate complex produced in this study, it is recommended to initiate the in vivo studies.