Pasif tümör hedefli inorganik ilaç nanotaşıyıcıların akciğer sağlıklı ve kanser hücreleri üzerindeki uzun dönemli etkisi

Abstract

İlaç nanotaşıyıcıları, kontrollü ve sürekli ilaç salım özellikleri ile kanser tedavisinde büyük bir potansiyele sahiptir. Bu nanotaşıyıcılar pasif veya aktif hedefli olarak ilaç taşınımı sağlayabilmektedir, ancak aktif hedefli muadillerine göre, pasif hedefli nanotaşıyıcılar tümörlü dokularda daha yavaş ve düşük düzeyde ilaç birikimi sağladığından kanserli hücrelerin yanında sağlıklı hücrelerde uzun süre bu nanotaşıyıcılara maruz kalmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmada, pasif hedefli ilaç nanotaşıyıcıların insan akciğer epitel BEAS-2B hücreleri ve insan akciğer kanser A549 hücreleri üzerindeki uzun dönem etkileri araştırıldı. Bunun için, görüntüleme ve tedavi edici özellikleri bir arada barından Fe3O4@SiO2(FITC)-DOX formülasyonuna sahip ilaç nanotaşıyıcıları kullanıldı ve hücresel birikim, sitotoksisite ve apoptoz üzerindeki etkileri araştırıldı. Hücresel alım ve sitotoksisite deneyleri, pasif hedefli nanotaşıyıcıların kanser hücresi canlılığının etkin bir şekilde azalttığını gösterirken, 24 saatlik inkübasyon sürecinde sağlıklı hücreler üzerinde kayda değer bir etki görülmedi. Ancak 96 saatlik uzun inkübasyon sürecinde, sağlıklı BEAS-2B hücreleri makul seviyelerde nanotaşıyıcı alımı gerçekleştirirken, A549 kanser hücrelerine kıyasla düşük düzeylerde ilaç-aracılı sitotoksisite sergiledi. Ayrıca, nanotaşıyıcılar A549 hücrelerindeki apoptoz seviyelerini önemli ölçüde artırırken, BEAS-2B hücrelerinde 96 saat sonunda dahi apoptotik etki göstermedi. Bu sonuçlar, pasif hedefli inorganik ilaç nanotaşıyıcıların, sağlıklı hücreleri ihmal edilebilir düzeyde etkileyerek, antikanser ilaçların kemoterapötik etkilerini artırmada umut verici olduğunu göstermektedir.

Drug nanocarriers have shown great potential in cancer therapy, as they provide controlled- and sustained-release properties. Nanocarriers can deliver drugs with passive or active targeting, but tumor accumulation of passively targeted nanocarriers is generally more slowly and lower compared to their active counterparts. Thus in addition to cancer cells, healthy cells are also exposed to these nanocarriers at the same time. In the light of this issue, this study examined long time exposure effect of passively targeted drug nanocarriers on human lung epithelial BEAS-2B cells and human lung cancer A549 cells. For this reason, Fe3O4@SiO2(FITC)-DOX formulated drug nanocarriers combining imaging and therapy were used and its cellular uptake, cytotoxicity and apoptotic effects were investigated. Cellular uptake and cytotoxicity experiments demonstrated that passively targeted nanocarriers showed efficient reduction of cancer cell viability. This did not affect internalization and viability of healthy cells in 24 h. But after 96 h prolonged incubation time, non-tumoral BEAS-2B cells showed moderate level cellular uptake of nanocarriers and exhibited lower level drug-mediated cytotoxicity as compared to A549 cancer cells. Moreover, it was found that the nanocarriers considerable increased the percent of apoptotic cells in A549 cells, whereas showed no apoptotic effect in BEAS2B cells in 96 h. These results show that passively targeted inorganic drug nanocarriers could be promising for enhancing the chemotherapeutic effects of anticancer drugs, while producing negligible effects on healthy cells.