ساخت نانو‏سامانه دارويي كوركومين بر پايه نانو حامل پليمري پلي‏يورتان به‌منظور بررسي اثر ضد سرطاني آن

Construction of Polyurethane Polymeric-based Nano-carriers for Curcumin in Cancer Therapy

هدف: براي بهبود حلاليت و فراهمي زيستي كوركومين در درمان سرطان، يك پلي‏‌يورتان كاتيوني نوين و آب پايه ساخته شد و به‌عنوان يك نانو حامل به‌منظور بارگيري كوركومين، استفاده شد. در اين تحقيق اثر نانو داروي آماده شده روي ملانوما (F10B16) و فيبروبلاست (L929) بررسي شد. مواد و روش‌ها: ريخت شناسي، اندازه و توانايي ورود به سلول نانو ذرات ساخته شده، به‌ترتيب با استفاده از اندازه گيرنده زتا، ميكروسكوپ الكتروني روبشي انتشار ميدان، ميكروسكوپ نيروي اتمي و ميكروسكوپ فلورسانس بررسي شد. به اين ترتيب پيش‏بيني شد كه كوركومين در هسته آب‏گريز حامل‌هاي پلي‏يورتان بارگيري شود. بعد از تعيين غلظت مناسب و انجام آزمون ورود به سلول، ميزان تاثير‏گذاري بر سلول‌هاي سرطاني و سالم با آزمون MTT و Real time PCR بررسي شد. نتايج: قطر نانو‏ذره بارگيري شده و پراكنش آن، در دماي 25 درجه سانتي‌گراد به‏ترتيب 1/7 ± 62/37 نانومتر 2/1 ± 0/080 بود. ميزان بازده كپسوله‌سازي كوركومين در پلي يورتان 0/2 ± 87 درصد است. مطالعات ريخت شناختي نيز، كروي شكل بودن و پراكنش مناسب نانو‏ذرات، بدون تجمع قابل توجه را تاييد كرد. نتايج حاصل از آزمون MTT نشان مي‌دهد كه IC50 محاسبه شده براي زمان 24 و 48 ساعت به‏ترتيب 36/2 و 25/4 مايكرومولار است. نتايج Real time PCR نشان مي‌دهد كه نانو‏سامانه به مقدار قابل توجهي ميزان بيان mRNA ژن‌هاي VEGF، Bcl-2، MMP-9 و COX-2 را كاهش و BAX را افزايش مي‌دهد. نتيجه‏گيري: نتايج بررسي حاضر شواهد قابل قبولي در مورد اثر بازدارنده تكثير سلولي و القاي مرگ برنامه‏ريزي شده نانو‏سامانه دارويي كوركومين، روي سلول‌هاي سرطان پوست نشان داد در حالي كه اثر قابل توجهي روي سلول‌هاي سالم مشاهده نشد.

Objective: In order to improve the water solubility and bioavailability of curcumin in cancer therapy, we prepared and tested a novel waterborne cationic polyurethane (PU) as a nano-carrier for curcumin loading (CU-PU). We studied the effect of this prepared nano-drug on melanoma (F10B16) and fibroblasts cells (L929). Methods: Morphology, size and cell internalization ability of the prepared nanoparticles were analyzed by zetasizer, SEM, AFM and fluorescent microscopy, respectively. We anticipated that curcumin was loaded in the hydrophobic core of the PU carrier. Next, the suitable dose and therapeutic effects of CU-PU for both skin cancer and normal cell lines were evaluated by the MTT assay and real-time PCR. Results: The average diameters and polydispersity of the nanoparticles were 62.37 ± 1.7 nm and 0.080 ± 2.1 at 25 ?C, respectively. The drug encapsulation efficiency was 87 ± 0.2%. The morphological analysis confirmed both a spherical shape and good dispersion without remarkable aggregation. The MTT assay results showed that the IC50 at 24 hours was 36.2 µM, whereas it was 25.4 µM at 48 hours. Real-time PCR results indicated that the CU-PU significantly decreased mRNA expressions of VEGF, Bcl-2, MMP-9 and COX-2 genes. An increase in mRNA expression of the BAX gene was also observed. Conclusion: Our result provided acceptable evidence for cell proliferation inhibition and the apoptotic effect of CU-PU on skin cancer cells. There were no adverse effects detected for normal cells.