Promoting the Effects of Curcumin Toxicity on Different Cancer Cell Lines by Developing the β-Cyclodextrin- Curcumin Inclusion Complex

ارتقاي اثرات سميت كوركومين روي رده‌هاي سلولي سرطاني مختلف با ايجاد كمپلكس گنجايشي β- سيكلودكسترين- كوركومين

اهداف: كوركومين (CUR)، يك تركيب پلي‌فنولي آب‌گريز و داراي طيف گسترده‌اي از كاربردهاي بيولوژيكي از جمله درمان سرطان است. اما كاربرد برجسته آن در معالجه سرطان به‌دليل حلاليت و فراهمي زيستي ضعيف محدود شده است. سيكلودكسترين‌ها (CDs) نانوكپسول‌هاي طبيعي تشكيل‌شده از واحدهاي گلوكزي هستند كه يكي از خصوصيات آنها ايجاد كمپلكس با مولكول‌هاي مهمان آب‌گريز در نانوحفره خود است. در مطالعه حاضر، به‌منظور بهبود حلاليت، فراهمي زيستي و اثربخشي كوركومين، كمپلكس‌هاي گنجايشي β- سيكلودكسترين- كوركومين تهيه و اثر آن روي سلول‌هاي سرطاني و نرمال بررسي شد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه ابتدا كمپلكس‌هاي β- سيكلودكسترين- كوركومين توسط روش فريزدراي تهيه و تشكيل اين كمپلكس‌ها توسط طيف‌سنجي فلوئورسانس بررسي شد. سپس بازده انكپسولاسيون كوركومين در β- سيكلودكسترين در هر غلظت محاسبه شد. بعد از بررسي رهايش كوركومين از β- سيكلودكسترين در دماهاي مختلف، ميزان تاثيرگذاري اين كمپلكس‌ها روي سلول‌هاي سرطاني و سالم با استفاده از آزمون MTT بررسي شد. يافته‌ها: بازده كپسوله‌سازي كوركومين در β- سيكلودكسترين 1/32±33/92% بود. مطالعات طيف‌سنجي فلوئورسانس تشكيل يك كمپلكس گنجايشي پايدار را تاييد كرد. نتايج نشان داد كه رهايش كوركومين از β- سيكلودكسترين در شرايط دمايي سلول‌هاي سرطاني (°C42) نسبت به سلول‌هاي سالم و دماي محيط بيشتر است. نتايج آزمون MTT نشان داد كه كوركومين كپسوله‌شده در β- سيكلودكسترين اثر مهاركنندگي چشمگيري نسبت به كوركومين آزاد بر تكثير سلول‌هاي سرطاني دارد. نتيجه‌گيري: نتايج، شواهد قابل قبولي را در مورد اثر بازدارنده تكثير سلولي كمپلكس‌هاي β- سيكلودكسترين- كوركومين، روي رده‌هاي سرطاني نشان داد، در حالي كه اثر قابل توجهي روي سلول‌هاي سالم مشاهده نشد.

Aims Curcumin (CUR) is a hydrophobic polyphenol compound and possesses a wide range of biological applications including cancer therapy. However, its prominent application in cancer treatment is limited due to poor solubility and bioavailability. Cyclodextrins (CDs) as natural nanocapsules are comprised of glucose units. One of the characteristics of them is to create complex with hydrophobic guest molecules in nanopores. In the current study, in order to improve the solubility, bioavailability, and efficacy of CUR, β-cyclodextrin-curcumin (β-CD-CUR) inclusion complexes were prepared and its effect on cancer and normal cells was examined. Materials & Methods In this study, first, β-CD-CUR complexes were prepared using freezedrying method and the formation of these complexes was characterized by fluorescence spectroscopy. The encapsulation efficiency of CUR in β-CD was calculated for each concentration. After investigating the release of CUR from β-CD at different temperatures, the therapeutic effects of β-CD-CUR inclusion complexes for cancer and normal cell lines were evaluated by MTT assay. Findings The CUR encapsulation efficiency in β-CD was 33.92±1.32%. Fluorescence spectroscopic studies confirmed the formation of stable inclusion complex. The results also showed that CUR release from β-CD was higher in thermal conditions of cancer cells (42°C) than in normal cells and ambient temperatures. The results of MTT assay depicted that encapsulated CUR in β-CD has a significant inhibitory effect on proliferation of cancer cells compared to free CUR. Conclusion The results provided acceptable evidence for cell proliferation inhibition of β-CDCUR complexes on cancer cells. There were no adverse effects detected for normal cells.