Yıl 2018, Cilt 6, Sayı 1, Sayfalar 1 - 7 2018-01-31

İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi
A Comparative Study of Passive and Active Tumor Targeting Using Nanoparticles as Drug Delivery Systems

Cenk Dağlıoğlu [1]

112 108

Nanopartikül-aracılı ilaç hedefleme kanser araştırmalarının aktif bir alanı olup, tümör dokusuna özgün antikanser etkinliği artırmada çok önemli bir potansiyele sahiptir. Bu çalışmada, hedefleme verimlilik oranlarının belirlenmesi için pasif ve aktif hedefli nanopartiküllerin tümör hedefleme kabiliyetleri, sırasıyla artmış geçirgenlik ve alıkonma (EPR) etkisi ve biyotin reseptörlerini hedefleme yaklaşımları karşılaştırılarak incelendi. Bunun için, görüntüleme ve tedavi edici özellikleri bir arada barından Fe3O4@SiO2(FITC)-DOX (pasif hedefleme için) ve Fe3O4@SiO2(FITC)-BTN/DOX (aktif hedefleme için) multifonksiyonel nanopartikülleri kullanıldı. Nanopartiküllerin tümör hücrelerindeki birikiminin izlenmesi ve miktarsal ölçümü için floresan mikroskopu ve akım sitometresi kullanıldı. Elde edilen sonuçlar, pasif hedeflemeyle karşılaştırıldığında aktif hedefleme stratejisinin servikal karsinoma HeLa hücrelerindeki nanopartikül birikimini 2 kat gibi önemli bir ölçüde artırdığını gösterdi. Aktif hedefli nanopartiküller, pasif hedefli nanopartikülerden yaklaşık 2.5 kat daha düşük yarı-maksimum inhibisyon konsantrasyonu (IC50) değeri ile kanser hücrelerinde daha yüksek sitotoksisite sergiledi. Ayrıca, pasif hedefli nanopartiküllerle karşılaştırıldığında, aktif hedefli nanopartiküllerin apoptotik hücre sayısını yaklaşık % 21.1 oranında artırdığı bulundu. Bu gözlemler, aktif tümör hedefli ilaç taşıma sistemlerinin, pasif tümör hedefli ilaç taşıma sistemleri ile karşılaştırıldığında, antikanser ilaçların kemoterapötik etkilerini artırmada daha umut verici olduğunu göstermektedir.

Nanoparticle-mediated drug targeting is an active area of cancer research and hold enormous potential in improving anticancer efficacy by providing tumor tissue specificity. Herein, tumor targeting capabilities of nanoparticles between passive targeting approach via the enhanced permeability and retention (EPR) effect and active targeting approach via the biotin receptors were compared to determine targeting efficiency rates. For this reason, Fe3O4@SiO2(FITC)-DOX (for passive targeting) and Fe3O4@SiO2(FITC)-BTN/DOX (for active targeting) multifunctional nanoparticles combining imaging and therapy were used. Fluorescence microscopy and flow cytometry were employed to both visualize and quantify the accumulation of nanoparticles into the tumor cells. The results demonstrated that active targeting strategy considerably enhanced nanoparticle accumulation in the cervical carcinoma HeLa cells with a 2-fold increase in comparison to passive targeting. Targeted nanoparticles exhibited higher cytotoxicity in cancer cells with an approximately 2.5-fold better half maximal inhibitory concentration (IC50) value than untargeted nanoparticles. Moreover, it was found that targeted nanoparticles increased the number of apoptotic cells by nearly 21.1% as compared to untargeted nanoparticles. These observations show that active tumor targeting drug delivery systems could be more promising for enhancing the chemotherapeutic effects of anticancer drugs as compared to passive tumor targeting drug delivery systems.

  • [1] L. Y. Rizzo, B. Theek, G. Storm, F. Kiessling and T. Lammers, “Recent progress in nanomedicine: therapeutic, diagnostic and theranostic applications”, Curr. Opin. Biotechnol., 24 (6), pp. 1159–1166, 2013. [2] I. Ojima, X. Geng, X. Wu, C. Qu, C. P. Borella, H. Xie, S. D. Wilhelm, B. A. Leece, L. M. Bartle, V. S. Goldmacher and R. V. J. Chari, “Tumor-Specific Novel Taxoid-Monoclonal Antibody Conjugates”, J. Med. Chem., 45, pp. 5620–5623, 2002. [3] S. Jaracz, J. Chen, L. V. Kuznetsova and I. Ojima, “Recent advances in tumor-targeting anticancer drug conjugates”, Bioorg. Med. Chem., 13, pp. 5043–5054, 2005. [4] S. M. Moghimi, A. C. Hunter and J. C. Murray, “Nanomedicine: current status and future prospects”, FASEB J., 19, pp. 311–330, 2005. [5] H. Maeda, J. Wu, T. Sawa, Y. Matsumura and K. Hori, “Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review”, J. Control. Release, 65 (1–2), pp. 271–284, 2000. [6] F. Danhier, O. Feron and V. Préat, “To exploit the tumor microenvironment: passive and active tumor targeting of nanocarriers for anti-cancer drug delivery, J. Control. Release”, 148 (2), pp. 135–146, 2010. [7] G. Russell-Jones, K. McTavish, J. McEwan, J. Rice and D. Nowotnik, “Vitamin-mediated targeting as a potential mechanism to increase drug uptake by tumors”, J. Inorg. Biochem., 98, pp. 1625–1633, 2004. [8] C. P. Leamon and J.A. Reddy, “Folate-targeted chemotherapy”, Adv. Drug Deliv. Rev., 56, pp. 1127–1141, 2004. [9] G. Russell-Jones, K. McTavish and J. McEwan, “Preliminary studies on the selective accumulation of vitamin-targeted polymers within tumors”, J. Drug Target., 19(2), pp. 133–139, 2011. [10] S. Chen, X. Zhao, J. Chen, J. Chen, L. Kuznetsova, S. S. Wong and I. Ojima, “Mechanism-Based Tumor-Targeting Drug Delivery System. Validation of Efficient Vitamin Receptor-Mediated Endocytosis and Drug Release”, Bioconjug. Chem., 21, pp. 979–987, 2010. [11] C. Daglioglu, “Enhancing tumor cell response to multidrug resistance with pH-sensitive quercetin and doxorubicin conjugated multifunctional nanoparticles”, Colloids Surf. B Biointerfaces, 156, pp. 175–185, 2017. [12] C. Daglioglu, “Environmentally responsive dual-targeting nanoparticles: improving drug accumulation in cancer cells as a way of preventing anticancer drug efflux”, J. Pharma. Sci., (epub ahead of print) DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.xphs.2017.10.029, 2017. [13] G. Minotti, P. Menna, E. Salvatorelli, G. Cairo and L. Gianni, “Anthracyclines: molecular advances and pharmacologic developments in antitumor activity and cardiotoxicity”, Pharmacol. Rev., 56, pp. 185–229, 2004. [14] C. Daglioglu and B. Okutucu, “Synthesis and characterization of AICAR and DOX conjugated multifunctional nanoparticles as a platform for synergistic inhibition of cancer cell growth”, Bioconjug. Chem., 27, pp. 1098−1111, 2016. [15] C. Daglioglu and B. Okutucu, “Therapeutic effects of AICAR and DOX conjugated multifunctional nanoparticles in sensitization and elimination of cancer cells via survivin targeting”, Pharm. Res., 34, pp. 175−84, 2017.
Konular Mühendislik ve Temel Bilimler
Dergi Bölümü Makaleler
Yazarlar

Orcid: 0000-0002-3857-2317
Yazar: Cenk Dağlıoğlu
E-posta: cenkdaglioglu@iyte.edu.tr
Kurum: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Ülke: Turkey


Bibtex @araştırma makalesi { apjes349889, journal = {Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi}, issn = {}, address = {Akademik Platform}, year = {2018}, volume = {6}, pages = {1 - 7}, doi = {10.21541/apjes.349889}, title = {İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi}, key = {cite}, author = {Dağlıoğlu, Cenk} }
APA Dağlıoğlu, C . (2018). İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi. Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 6 (1), 1-7. DOI: 10.21541/apjes.349889
MLA Dağlıoğlu, C . "İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 (2018): 1-7 <http://dergipark.gov.tr/apjes/issue/36207/349889>
Chicago Dağlıoğlu, C . "İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi". Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 6 (2018): 1-7
RIS TY - JOUR T1 - İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi AU - Cenk Dağlıoğlu Y1 - 2018 PY - 2018 N1 - doi: 10.21541/apjes.349889 DO - 10.21541/apjes.349889 T2 - Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1 EP - 7 VL - 6 IS - 1 SN - -2147-4575 M3 - doi: 10.21541/apjes.349889 UR - http://dx.doi.org/10.21541/apjes.349889 Y2 - 2017 ER -
EndNote %0 Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi %A Cenk Dağlıoğlu %T İlaç Taşıma Sistemleri olarak Nanopartiküller kullanılarak Pasif ve Aktif Tümör Hedeflemelerinin Karşılaştırmalı İncelenmesi %D 2018 %J Akademik Platform Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi %P -2147-4575 %V 6 %N 1 %R doi: 10.21541/apjes.349889 %U 10.21541/apjes.349889