Increasing doxorubicin (DOX) release from liposomes

Abstract

Cancer is the second most common cause of death in the world and its incidence is increasing day by day. Doxorubicin (DOX) is an anthracycline group drug frequently used in many cancer treatments including breast cancer. However, free DOX has many harmful side effects and need to be encapsulated into nanocarrier such as liposomes. Although liposomal DOX has many advantages over its free form, liposomal DOX has undesirable side effects such as hand and foot syndrome. In this thesis, it was aimed to develop a more effective liposomal DOX delivery and release systems. Liposomes were prepared with alkaline solutions containing tris, sodium carbonate, ammonium chloride, and ammonium sulfate. DOX loading into liposomes and the percentage of release from liposomes were examined. A loading efficiency of about 80% was achieved, while the release was found to be below 13% at room temperature. The release of DOX was found to be enhanced from liposomes in the presence of ammonia (NH3), whose content was dependent on pH. Temperature was also found an important parameter and enhances DOX release at higher temperatures than the phase transition temperature of the lipid. A two-component liposomal system was proposed where ammonia (NH3) would be released from one liposome and enhance the DOX release from other liposomes. It was found that temperature, pH, and ammonia (NH3) concentration affected DOX release from liposomes. As a result, DOX was successfully loaded into liposomes and ready to study their effect on breast cancer cells.

Kanser dünyada ölüm nedenleri arasında ikinci sıradadır ve kanser vakaları gün geçtikçe artmaktadır. Doxorubicin (DOX) meme kanseri dahil birçok kanserin tedavisinde kullanılan antrasiklin grup ilaçlardandır. Ancak serbest DOX’un birçok yan etkisi vardır ve lipozomlar gibi nano taşıyıcılar içerisine hapsedilmesi gerekmektedir. Her ne kadar lipozomal DOX’un serbest haline göre birçok avantajı olsa da el ve ayak sendromu gibi bazı yan etkileri de bulunmaktadır. Bu tezde, daha etkin lipozomal DOX taşıma ve salınım sistemleri geliştirme amaçlanmıştır. Lipozomlar tris, sodyum karbonat, amonyum klorit ve amonyum sülfat içeren alkali solüsyonlar ile hazırlandı. Lipozomlara DOX yüklemesi ve lipozomlardan yüzde salınımları incelendi. Yükleme verimliliği %80 olarak gerçekleştirildi. Salınım hızının oda sıcaklığında %13’den düşük oranlarda olduğu bulundu. Lipozomlardan DOX salınımının ortamda pH'a bağlı amonyak (NH3) konsantrasyonuna bağlı artırılabileceği bulundu. Sıcaklığın da önemli bir parametre olduğu ve lipidin faz geçiş sıcaklığı üzerindeki sıcaklıklarda DOX salınımını artırdığı bulundu. İki-bileşenli bir lipozomal sistem önerildi, burada amonyak (NH3) bir lipozomdan salınırken, diğer lipozomlardan DOX salınımını arttıracaktır. Sıcaklığın, pH’ın ve amonyak (NH3) konsantrasyonunun lipozomlardan DOX salınımını etkilediği bulundu. Sonuçta, DOX lipozomlara başarı ile yüklendi ve meme kanseri hücreleri üzerindeki etki çalışmaları için hazırlandı.