Pemetrexed yüklü manyetik albumin nanopartikül hazırlanması, karakterizasyonu ve akciğer kanseri hücre hatlarında etkinliğinin araştırılması

Abstract

Albumin, plazmada en bol bulunan küresel bir proteinidir ve hemen hemen tüm amino asitleri yapısında barındırır. Ayrıca, albümin karaciğerde yaklaşık olarak 0.7 mg/saat hızında sentezlenir. Albumin ilaç taşıyıcı sistem olarak; protein yapıda olması, biyobozunur olması, toksik olmaması, biyouyumlu olması ve kolay bulunabilir olması gibi nedenlerle nanopartikül yapısında tercih edilir. Pemetrexed, küçük hücreli dışı akciğer kanseri için kullanılan sitotoksik ajanlardan biridir ve güçlü bir timidilat sentaz inhibitörüdür. Ancak Pemetrexed uygulamasından sonra, hayatı tehdit edici komplikasyonlar yaşanabilir. Bu çalışmada, manyetik nanopartiküller ile pem akciğer kanserili bölgeye hedeflenmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle pemetrexed yüklü manyetik albumin nanopartiküller hazırlanmıştır. Albumin nanopartiküller, sığır serum albümini kullanılarak desolvasyon yöntemiyle sentezlendi. Nanopartikülün hazırlanması sırasında, birçok çalışmada kullanılan toksik glutaraldehit yerine genipin çapraz bağlayıcı olarak kullanıldı. BSA, genipin, manyetik nanopartikül, reaksiyon süresi ve ilaç miktarı optimizasyonları yapıldı. İlacın farklı pH'larda salınması izlenerek serbest pemetrexed ve hazırlanan ilaç sistemi karşılaştırıldı. Karakterizasyon çalışmaları, SEM, FTIR ve zeta boyut analizi ile gerçekleştirildi. Sentezlenen nanopartikülün hidrodinamik boyutu 191,6±41,57 nm ve PDI değeri 0,340 olarak bulundu. Buna ek olarak, zeta potansiyel değeri -19,2±4,37 olarak tespit edildi. Negatif olan bu zeta potansiyel değeri nanopartikülün hücre içine alımına yardımcı olur. Yapılan tüm optimizasyon çalışmalarından sonra, hazırlanan ilaç taşıma sistemi, etkinliği araştırmak için farklı akciğer kanseri hücre hatlarına (A549-luc-C8 ve CRL5807) uygulandı. Dış manyetik alan uygulanarak tümör bölgesine yöneltilebilecek bu ilaç taşıma sisteminin akciğer kanseri tedavisi için potansiyele sahip olduğu yapılan in vitro çalışmalar ile gösterilmiştir.

Albumin is the most abundant spherical protein in plasma and contains almost all amino acids in its structure. Furthermore, albumin is synthesized in the liver at a rate of about 0.7 mg / h. Albumin as drug delivery system; It is preferred in nanoparticle structure due to its protein structure, biodegradability, nontoxic, biocompatible and easily available. Pemetrexed is one of the cytotoxic agents used for non-small cell lung cancer and is a potent inhibitor of thymidylate synthase. However, life-threatening complications may occur after Pemetrexed administration. In this study, it was aimed to target the lung cancer site with magnetic nanoparticles. Therefore, pemetrexed loaded magnetic albumin nanoparticles were prepared. Albumin nanoparticles were synthesized by desolvation method using bovine serum albumin. During the preparation of the nanoparticle, genipin was used as cross-linker instead of toxic glutaraldehyde, which was used in many studies. BSA, genipin, magnetic nanoparticle, reaction time and drug quantity were optimized. Free pemetrexed and prepared drug system were compared by monitoring the release of the drug at different pHs. Characterization studies were performed by SEM, FTIR and zeta size analysis. The synthesized nanoparticle had a hydrodynamic size of 191.6 ± 41.57 nm and a PDI of 0.340. In addition, the zeta potential value was -19.2 ± 4.37. This negative zeta potential value aids in the uptake of the nanoparticle into the cell. After all optimization studies, the drug delivery system was applied to different lung cancer cell lines (A549-luc-C8 and CRL5807) to investigate efficacy. In vitro studies have shown that this drug delivery system, which can be directed to the tumor site by applying external magnetic field, has the potential for lung cancer treatment.