Development of doxorubicin-loaded liposomes self-assembled with polysaccharides for breast cancer therapy

Abstract

This thesis aimed to develop Tariquidar and Doxorubicin-loaded liposomes decorated by Fucoidan coating for breast cancer treatment. Fucoidan is a negatively charged polysaccharide with a special affinity to p-selectins expressed on MDA-MB-231 breast cancer cells and, at the same time, possesses anti-cancer activity. Different liposomes were prepared by extrusion method from the DSPC, Cholesterol, and cationic lipid DSTAP mixtures for coating negatively charged Fucoidan. The most stable liposomes with a size of 200 nm were obtained at a molar ratio of DSPC/Cholesterol/DSTAP:55/30/15, exhibiting a zeta potential above +30 mV. Tariquidar was encapsulated into the liposome bilayer by passive loading, and Doxorubicin into the core of the liposome by active loading. In the final step, liposomes were coated with Fucoidan by electrostatic interaction. Tariquidar loading was determined by UV-Vis spectrophotometry, indicating an optimum TRQ/Lipid molar ratio of 0.012 with encapsulation and loading efficiencies of 50% and 20%, respectively. Fluorescence spectrophotometry determined Doxorubicin loading, showing insignificant encapsulation efficiency change (exhibiting around 70%) by neither Tariquidar content in the bilayer nor DSTAP% in the formulation. An optimum amount of Fucoidan was determined by incubating the liposomes with varying amounts of fucoidan at different dilutions. Size and zeta potential measurements monitored the coating of liposomes with Fucoidan. Our finding showed that zeta potentials of liposomes go from positive to negative with increasing fucoidan, while no trend was observed in the size of liposomes. However, smaller sizes were observed when incubation was performed in diluted solutions.

Bu tezde, meme kanseri tedavisi için Fucoidan kaplama ile dekore edilmiş Tariquidar ve Doksorubisin yüklü lipozomların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Fucoidan, MDA-MB-231 meme kanseri hücrelerinde eksprese edilen p-selektinlere özel bir afiniteye sahip ve aynı zamanda anti-kanser özelliğe sahip negatif yüklü bir polisakkarittir. Farklı Lipozomlar, DSPC, Kolesterol ve negatif yüklü Fucoidan'ın kaplanması için katyonik lipid DSTAP karışımlarından ekstrüzyon yöntemiyle hazırlandı. En stabil lipozomlar, 200 nm boyutunda ve +30 mV'nin üzerinde bir zeta potansiyeli sergileyen DSPC/Kolesterol/DSTAP:55/30/15 molar oranında elde edildi. Tariquidar, pasif yükleme ile lipozom çift katmanına ve Doksorubisin, aktif yükleme ile lipozomun çekirdeğine enkapsüle edildi. Son aşamada ise, lipozomlar elektrostatik etkileşim yardımıyla Fucoidan ile kaplandı. Tariquidar yüklemesi, UV-Vis spektrofotometresi ile belirlendi ve sırasıyla %50 ve %20'lik enkapsülasyon ve yükleme verimlilikleriyle TRQ/Lipid molar oranında 0,012'lik bir optimum gösterdi. Doksorubisin yüklemesi Fluoresence spektrofotometri ile belirlendi ve enkapsülasyon verimliliğinin ne çift tabakadaki Tariqidar içeriğinden ne de formülasyondaki %DSTAP içeriğinden önemli ölçüde etkilenmeyerek %70 civarında bir enkapsülasyon verimliliği gösterdiği gözlemlendi. Optimum Fucoidan miktarı, lipozomların farklı dilüsyonlarda değişen miktarlarda fucoidan ile inkübe edilmesiyle belirlendi. Lipozomların Fucoidan ile kaplanması boyut ve zeta potansiyeli ölçümleriyle izlendi. Elde edilen sonuçlar, lipozomların zeta potansiyellerinin, artan fucoidan ile pozitiften negatife gittiğini, lipozomların boyutlarında ise herhangi bir trend olmadığını gösterdi. Ancak, seyreltilmiş çözeltilerde inkübasyon yapıldığında daha küçük boyutlar gözlendi.