Anti-oksidan doğal bileşiklerin kemoterapi ajanı paclitaxel ile birlikte nano misellere yüklenmesinin etkinlik ve toksisite profili açısından in -vitro ortamda gözlenen olası değişiklikler

Abstract

Kemoterapi tedavisinde kullanılan kemorerapötik ajanlar sadece kanser tümöründe etki etmek ile kalmayıp, sağlıklı bölgelerde de toksik etkilerin oluşmasına sebep olabiliyorlar. Bu maddeler yan etkilerini zaman zaman oksidasyon ile göstermektedirler. Bu noktadan hareketle bazen kanser tedavisinde kemoterapi sırasında hastalara antioksidan doğal ürün tüketmeleri tavsiye edilmektedir. Ancak bu antioksidan maddelerin kanser tümör bölgesinde kemoterapi ajanının yarattığı oksidasyon etkisini azaltabilir ve kemoterapi ajanının tam olarak etki göstermesine engel olabilir. Bu konu aydınlığa kavuşturulmalıdır. Bu noktadan hareketle antioksidan etkisi olan curcumin, quercetin ve rosmarinik asit bileşiklerin kemoterapi ajanı paclitaxel ile birlikte kanser hücrelerine uygulanıp bu ajanın etkisini hangi yönde değiştirdiği araştırılmıştır. Bunun için adı geçen doğal antioksidanlar bileşikler nano-taşıyıcılara yüklenip paclitaxel ile birlikte meme kanseri hücreleri üzerinde ne yönde etki gösterdiği araştırılmıştır. Doğal antioksidanların nano-taşıyıcıya yüklenme sebebi ise bu maddelerin düşük sudaki çözünürlüğünün giderilerek yüksek oranda hücrelere uygulanabilmesidir. Bunun için polylactidecoglycolide (PLGA) nano-miselleri kullanılmıştır. Paclitaxel'in ise suda çözünür ticari formu hücrelere uygulanmıştır. Her antioksidan maddenin nano-formülasyonu ayrı ayrı o/w yöntemi kullanarak hazırlanmıştır. Bunun için antioksidan ile PLGA birlikte aseton içinde çözünmüş ve yüzey aktif madde içeren suya yavaşça damlatılmıştır. Organik çözücü gece boyunca karıştırılarak oda sıcaklığında uzaklaştırılmıştır. Elde edilen nano fomülasyonların boyutları DynamicLightScattering (DLS) yöntemi ile tayin edilmiştir. Anti oksidanlar artan konsantrasyonlarla nano-taşıyıcıya yüklenmiştir ve agregat gözlenmeyen en yüksek konsantrasyon yani tüm bileşiğin miselin içine yüklendiği formülasyon optimize formülasyon olarak kabul edilmiştir. Paclitaxel'in IC50değerine eşit miktarda konsantrasyonu nano-anti oksidanların çeşitli konsantrasyonları ile birlikte MCF-7 insan meme kanseri hücrelerine uygulanmış ve hücre canlılığındaki değişimler gözlenmiştir. Hücre canlılığı SulforhodamineB testi ile ölçülmüştür. Ayrıca nano-anti oksidan paclitaxel ile birlikte, paclitaxel'den 1 saat önce ve paclitaxel'den 1 saat sonra hücrelere uygulanmış ve böylece uygulama zamanının sonuçlarda ne gibi değişiklik yaratabileceği de incelenmiştir. Sonuç olarak kürkümin'in Paclitaxel'in anti-tumor etkisini büyük oranda azalttığı gözlenmiştir. Quercetin ise doza bağlı bir şekilde paclitaxel'in anti-tumor etkisini azaltmıştır. Rosmarinik asitin ise belirgin bir etkisi tespit edilmemiştir. Uygulama zamanının ise bu etkilerin değişimi üzerinde bir fonksiyonu olmadığı gözlenmiştir. Nihai olarak anti oksidanın biyo-yararlanımı ve kandaki konsantrasyonu bilinmediği müddetçe tümör bölgesinde hangi oranda bulunacağı da meçhul kalacaktır denebilir. Bu da xiidoğal anti oksidanın kemoterapinin etkisini tümör bölgesinde hangi yönde etkileyeceğinin bilinmemesine sebep olacaktır. Buradan yola çıkarak, anti oksidanların kemoterapi ajanının etkisi ve nihai olarak kanser tümörünün büyümesi üzerindeki olumsuz etkisi tam anlaşılmadan kanser tedavisi süresince kullanılmaması gerektiği kanısına açıkça varılabilir.

Chemotherapeutic agents used in chemotherapy treatment not only affect cancer tumors, but also can cause toxic effects in healthy areas. These substances show side effects from time to time due to their oxidation effect. From this point of view, it is sometimes recommended that patients consume antioxidant natural products during chemotherapy in cancer treatment. However, these antioxidant substances may reduce the oxidation effect of the chemotherapy agent at the cancer tumor site and prevent the chemotherapy agent from acting fully. This issue should be clarified. From this point, the antioxidant effect of curcumin, quercetin and rosmarinic acid compounds were applied to cancer cells together with chemotherapy agent paclitaxel and the effect of this agent was investigated. For this purpose, the natural antioxidants compounds were loaded into nano-carriers and the effect of paclitaxel on breast cancer cells was investigated. The reason for the loading of natural antioxidants in the nano-carrier is that these substances can be applied to the cells at a high rate by removing their low solubility property in water. To this end, poly lactide co-glycolide (PLGA) nano-micelles were used. The water-soluble commercial form of Paclitaxel was applied to the cells. The nano-formulation of each antioxidant was prepared separately using the o/w method. Briefly, the antioxidant and PLGA were dissolved together in acetone and slowly dropped into water containing the surfactant. The organic solvent was removed at room temperature by stirring overnight. The size of the nanofomulations obtained were determined by Dynamic Light Scattering (DLS) method. The antioxidants were loaded into the nao-carrier with increasing concentrations, and the highest concentration with no aggregate, ie the formulation in which the entire compound was loaded into the micelle, was considered as the optimized formulation. The concentration of paclitaxel equal to the IC50 value was applied to MCF-7 human breast cancer cells with various concentrations of nano-antioxidants and changes in cell viability were observed. Cell viability was measured by Sulforhodamine B assay. In addition, nano-anti-oxidant was applied to the cells together with paclitaxel, 1 hour before paclitaxel and 1 hour after paclitaxel, and the effect of time of administration on the results was investigated. In conclusion, it was observed that curcumin significantly reduced the anti-tumor effect of Paclitaxel. Quercetin reduced the anti-tumor effect of paclitaxel in a dose-dependent manner. There was no significant effect of rosmarinic acid. It was observed that the application time had no function on the change of these effects. Ultimately, the bioavailability of antioxidant and its concentration in the blood will remain unknown unless the concentration of the antioxidant in the blood circulation is known. This will cause the unknown direction of the natural antioxidant on affecting the effect of chemotherapy on the tumor site. From this it can be clearly concluded that antioxidants should not be used during cancer treatment unless the xiveffect of the anti-oxidant on the chemotherapy agent and ultimately its negative impact on the growth of the cancer tumor is fully understood