نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران

نانوکپسول پلی‌کاپرولاکتون حاوی اولاپاریب یک سیستم آهسته رهش دارو در درمان سرطان سینه

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان
مریم شجاعی فرد 1
نورهان جاسم محمد الجعیفری 1
زهره میرجعفری 1
محمد حسن جعفری صیادی 2
حمید سعیدیان 3
1 گروه شیمی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران
2 دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
3 دانشکده علوم پایه، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران
چکیده
سرطان سینه و تخمدان از شایع‌ترین انواع سرطان در میان زنان به‌شمار می‌روند. اولاپاریب (OLP) یکی از داروهای تأیید شده برای درمان این سرطان‌ها است، اما به‌دلیل حلالیت پایین آن در محیط آبی و نیاز به مصرف دوزهای بالا، طراحی یک سیستم رهایش مؤثر برای این دارو ضرورت دارد. در این مطالعه، یک سامانه رهایش دارو مبتنی بر نانوکپسول‌های پلی‌کاپرولاکتون (PCL) طراحی و تهیه شد و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن در طی ۴۰ روز مورد بررسی قرار گرفت. میزان داروی بارگذاری‌شده در نانوکپسول‌ها با استفاده از روش UV-Vis، برابر با ۹۱ درصد تعیین شد. اندازه متوسط ذرات ۲۲۱ نانومتر، شاخص پراکندگی (PDI) برابر ۰٫۱۹۶ و پتانسیل زتا معادل ۲۹٫۷۰- میلی‌ولت به‌دست آمد که نشان‌دهنده پایداری مناسب نانوکپسول‌های OLP@PCL است. تصاویر TEM نیز ریخت­شناسی کروی و بدون تجمع ذرات را تأیید کرد. پس از ۴۰ روز نگهداری در دمای محیط، هیچ‌گونه ناپایداری، تجمع یا تجزیه در ساختار نانوکپسول‌ها مشاهده نشد. نتایج بررسی پروفایل رهایش آزمایشگاهی حاکی از رهایش کنترل‌شده دارو از نانوکپسول‌های PCL بود. همچنین، نتایج آزمون MTT روی سلول‌های سرطانی MCF-7 نشان داد که سمیت سلولی داروی بارگذاری‌شده در نانوکپسول‌ها نسبت به فرم آزاد آن حدود ۱٫۳۵ برابر کمتر است.
کلیدواژه‌ها
نانوکپسول های پلی کاپرولاکتون
اولاپاریب
سیستم رهایش دارو
سنجش MTT
نانوذرات پلیمری

موضوعات

[1] Daughton C.G., Ruhoy I.S., Environmental Footprint of Pharmaceuticals: The Significance of Factors Beyond Direct Excretion to Sewers. Environ. Toxicol. Chem., 28: 2495-2521 (2009).
[2] Alqahtani M.S., Kazi M., Alsenaidy M.A., Ahmad M.Z., Advances in Oral Drug Delivery. Front. Pharmacol., 12: 618411 (2021).
[3] Park K., Controlled Drug Delivery Systems: Past Forward and Future Back. J. Control. Release, 190: 3-8 (2014).
[4] Li C., Wang J., Wang Y., Gao H., Wei G., Huang Y., Jin Y., Recent Progress in Drug Delivery. Acta Pharm. Sin. B, 9: 1145-1162 (2019).
[5] Zhang Y., Chan H.F., Leong K.W., Advanced Materials and Processing for Drug Delivery: The Past and the Future. Adv. Drug. Deliv. Rev., 65: 104-120 (2013).
[6] کرمی، محمد حسین؛ عبدوس، مجید؛ کلایی، محمد رضا؛ مرادی، امید. نانو حامل­های پایه کیتوسان برای رهایش داروی ضد سرطان کورکومین: مطالعه مروری. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (4)42: 1-17 (1402).
[7] رضانژاد بردجی، قاسم؛ حسینی، سمانه سادات. سنتز هیدروژل نانوکامپوزیت آهن و بررسی رهایش داروی ضدسرطان دوکسوروبیسین. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (1)38: 67-78 (1398).
[8] حسینی، حمیدرضا ؛عبدوس، مجید؛ گلشکن، مصطفی؛ طهرانی؛ پدارم. طراحی و ترکیب نانوکامپوزیت­های نوین کارآمد Fe3O4@MCM-41/HAP/APTES و CMC/MMT/HAP برای دارورسانی رهایش کنترل شده: تحویل هدفمند تری پاراتاید در مهندسی بافت استخوان. نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (3)43: 51-72 (1403).
[9] Tong X., Pan W., Su T., Zhang M., Dong W., Qi X., Recent Advances in Natural Polymer-Based Drug Delivery Systems. React. Funct. Polym. 148: 104501 (2020).
[10] Rong X., Xie Y., Hao X., Chen T., Wang Y., Liu Y., Applications of Polymeric Nanocapsules in Field of Drug Delivery Systems. Curr. Drug Discov. Technol., 8: 173-187 (2011).
[11] Li M., Shi K., Tang X., Wei J., Cun X., Chen X., Yu, Q., Zhang, Z., He, Q., pH-Sensitive Folic Acid and dNP2 Peptide Dual-Modified Liposome for Enhanced Targeted Chemotherapy of Glioma. Eur. J. Pharm. Sci., 124: 240-248 (2018).
[12] Fouladi F., Steffen K.J., Mallik S., Enzyme-Responsive Liposomes for the Delivery of Anticancer Drugs. Bioconjug. Chem., 28: 857-868 (2017).
[13] Raisi A., Asefnejad A., Shahali M., Sadat Kazerouni Z.A., Kolooshani A., Saber-Samandari S., Kamyab Moghadas B., Khandan A., Preparation, Characterization, and Antibacterial Studies of N, O-Carboxymethyl Chitosan as a Wound Dressing for Bedsore Application. Arch. Trauma Res. 9: 181-188 (2020).
[14] Liang H., Mirinejad M. S., Asefnejad A., Baharifar H., Li X., Saber-Samandari S., Toghraei D., Khandan A., Fabrication of Tragacanthin Gum-Carboxymethyl Chitosan Bio-Nanocomposite Wound Dressing with Silver-Titanium Nanoparticles Using Freeze-Drying Method. Mater. Chem. Phys. 279: 125770 (2022).
[15] Foroutan S., Hashemian M., Khosravi M. Ghadiri Nejad M., Asefnejad A., Saber-Samandari S., A Porous Sodium Alginate-CaSiO3 Polymer Reinforced with Graphene Nanosheet: Fabrication and Optimality Analysis. Fibers Polym. 22: 540–549 (2021).
[16] Jamnezhad S., Asefnejad A., Motififard M., Yazdekhasti H., Kolooshani A., Saber-Samandari S., Khandan A., Development and Investigation of Novel Alginate-Hyaluronic Acid Bone Fillers Using Freeze Drying Technique for Orthopedic Field. Nanomed. Res. J. 5: 306-315 (2020).
[17] Bhatia S., Natural Polymer Drug Delivery Systems: Nanoparticles, Plants, and Algae. Springer (2016).
[18] Englert C., Brendel J.C., Majdanski T.C., Yildirim T., Schubert S., Gottschaldt M., Schubert U.S., Pharmapolymers in the 21st Century: Synthetic Polymers in Drug Delivery Applications. Prog. Polym. Sci., 87: 107-164 (2018).
[19] Mondal D., Griffith M., Venkatraman S.S., Polycaprolactone-Based Biomaterials for Tissue Engineering and Drug Delivery: Current Scenario and Challenges. Inter. J. Polym. Material. Polym. Biomaterial. 65: 255-265 (2016).
[20] Pawar R., Pathan A., Nagaraj S., Kapare H., Giram P., Wavhale R., Polycaprolactone and Its Derivatives for Drug Delivery. Polym. Adv. Technol. 34: 3296-3316 (2023).
[21] Chang S.H., Lee H.J., Park S., Kim Y., Jeong B. Fast Degradable Polycaprolactone for Drug Delivery. Biomacromol. 19: 2302-2307 (2018).
[22] Łukasiewicz S., Mikołajczyk A., Błasiak E., Fic E., Dziedzicka-Wasylewska M., Polycaprolactone Nanoparticles as Promising Candidates for Nanocarriers in Novel Nanomedicines. Pharmaceutics, 13: 191 (2021).
[23] Sinha V.R., Bansal K., Kaushik R., Kumria R., Trehan A., Poly-ϵ-Caprolactone Microspheres and Nanospheres: An Overview. Int. J. Pharm., 278:1-23 (2004).
[24] Vashisth P., Singh R.P., Pruthi V., A Controlled Release System for Quercetin from Biodegradable Poly (Lactide-Co-Glycolide)–Polycaprolactone Nanofibers and Its in Vitro Antitumor Activity. J. Bioact. Compat. Poly., 31: 260-272 (2016).
[25]  Chang S.H., Lee H.J., Park S., Kim Y., Jeong B., Fast Degradable Polycaprolactone for Drug Delivery. Biomacromol., 19:2302-2307 (2018)
[26] Schlesinger E., Ciaccio N., Desai T.A., Polycaprolactone Thin-Film Drug Delivery Systems: Empirical and Predictive Models for Device Design. Mater. Sci. Eng. C 57: 232-239 (2015).
[27] Ramanujam R., Sundaram B., Janarthanan G., Devendran E., Venkadasalam M., Milton M.J., Biodegradable Polycaprolactone Nanoparticles Based Drug Delivery Systems: A Short Review. Biosci. Biotechnol. Res. Asia, 15: 679-685 (2018).
[28] Oliveira H.C., Stolf-Moreira R., Martinez C.B., Sousa G.F., Grillo R., De Jesus M.B., Fraceto L.F., Evaluation of the Side Effects of Poly (Epsilon-Caprolactone) Nanocapsules Containing Atrazine Toward Maize Plants. Front. Chem., 3: 61 (2015).
[29] Stevenson J.C., Farmer R.D.T., HRT and Breast Cancer: A Million Women Ride Again. Climacteric, 23: 226-228 (2020).
[30] Waks A.G., Winer E.P., Breast Cancer Treatment: A Review. Jama, 321:288-300 (2019).
[31] Matulonis U.A., Sood A.K., Fallowfield L., Howitt B.E., Sehouli J., Karlan B.Y., Ovarian Cancer. Nat. Rev. Dis. Primers, 2: 1-22 (2016).
[32] Sharma G.N., Dave R., Sanadya J., Sharma P., Sharma K., Various Types and Management of Breast Cancer: An Overview. J. Adv. Pharm. Technol. Res. 1: 109 (2010).
[33] Eetezadi S., Nanomedicines and Combination Therapy of Doxorubicin and Olaparib for Treatment of Ovarian Cancer. University of Toronto (Canada), (2016).
[34] Kim G., Ison G., McKee A.E., Zhang H., Tang S., Gwise T., Pazdur R., FDA Approval Summary: Olaparib Monotherapy in Patients with Deleterious Germline BRCA-Mutated Advanced Ovarian Cancer Treated with Three or More Lines of ChemotherapyOlaparib for Advanced Ovarian Cancer with BRCA Mutation. Clin. Cancer Res. 21: 4257-4261 (2015).
[35] Chen Y., Zhang L., Hao Q., Olaparib: a Promising PARP Inhibitor in Ovarian Cancer Therapy. Arch. Gynecol. Obstet. 288: 367-374 (2013).
[36] Taylor A.M., Chan D.L.H., Tio M., Patil S.M., Traina T.A., Robson M.E., Khasraw M., PARP (Poly ADP‐Ribose Polymerase) Inhibitors for Locally Advanced or Metastatic Breast Cancer. Cochrane Database Syst. Rev. 4: 11395 (2021).
[37] Sun K., Mikule K., Wang Z., Poon G., Vaidyanathan A., Smith G., Zhang Z.Y., Hanke J., Ramaswamy S., Wang J., A Comparative Pharmacokinetic Study of PARP Inhibitors Demonstrates Favorable Properties for Niraparib Efficacy in Preclinical Tumor Models. Oncotarget, 9: 37080 (2018).
[38] Diyanat M., Saeidian H., The Metribuzin Herbicide in Polycaprolactone Nanocapsules Shows Less Plant Chromosome Aberration Than Non-Encapsulated Metribuzin. Environmental Chem. Lett., 17: 1881-1888 (2019).
[39] Diyanat M., Saeidian H., Baziar S., Mirjafary Z., Preparation and Characterization of Polycaprolactone Nanocapsules Containing Pretilachlor as Herbicide Nanocarrier. Environ. Sci. Pollut. Res., 26: 21579-21588 (2019).
[40] Mahmoudi M., Saeidian H., Mirjafary Z., Mokhtari J., Preparation and Characterization of Memantine Loaded Polycaprolactone Nanocapsules for Alzheimer’s Disease. J. Porous Mater. 28: 205-212 (2021).
[41] Mahmoudi M., Saeidian H., Mirjafary Z., Mokhtari J., Controlled Release 7-Methoxytacrine-Polycaprolactone Nanocapsules Drug-Delivery System for Alzheimer's Disease Treatment: Synthesis and Physico-Chemical Characterization. J. Polym. Environ. 1-11 (2021).
[42] https://www.chemicalbook.com/ChemicalProductProperty
[43] Grillo R., dos Santos N.Z.P., Maruyama C.R., Rosa A.H., de Lima R., Fraceto L.F., Poly (ɛ-Caprolactone) Nanocapsules as Carrier Systems for Herbicides: Physico-Chemical Characterization and Genotoxicity Evaluation. J. Hazard. Mater., 231: 1-9 (2012).
[44] Kusuma S.A.F., Parwati I., Subroto T., Rukayadi Y., Fadhlillah M., Rizaludin A., Comparison of Simple and Rapid Extracting Methods of Free-Tags Mycobacterium Tuberculosis Protein 64 Recombinant Protein from Polyacrylamide Gel: Electroelution and the Optimized Passive Elution. J. Adv. Pharm. Technol. Res., 12: 180-184 (2021).
[45] Sargazi S., Kooshkaki O., Reza J.Z., Saravani R., Jaliani H.Z., Mirinejad S., Meshkini F., Mild Antagonistic Effect of Valproic Acid in Combination with AZD2461 in MCF-7 Breast Cancer Cells. Med. J. Islam Repub. Iran, 33: 29 (2019).
[46] Danaei M., Dehghankhold M., Ataei S., Hasanzadeh Davarani F., Javanmard R., Dokhani A., Mozafari M.R., Impact of Particle Size and Polydispersity Index on the Clinical Applications of Lipidic Nanocarrier Systems. Pharm. 10: 57 (2018).
[47] Hunter RJ, ed. Colloid Science: Zeta Potential in Colloid Science: Principles and Applications. London: Academic Press, (1981).
[48] Anwer M.K., Ali E.A., Iqbal M., Ahmed M.M., Aldawsari M.F., Saqr A.A., Alalaiwe A., Soliman G.A., Development of Chitosan-Coated PLGA-Based Nanoparticles for Improved Oral Olaparib Delivery: In Vitro Characterization, and in Vivo Pharmacokinetic Studies. Processes, 10: 1329 (2022).
[49] Ghasemi M., Turnbull T., Sebastian S., Kempson I., The MTT Assay: Utility, Limitations, Pitfalls, and Interpretation in Bulk and Single-Cell Analysis. Int. J. Mol. Sci. 22: 12827 (2021).