Fabrication industrielle
Internet des objets industriel | Matériaux industriels | Entretien et réparation d'équipement | Programmation industrielle |
home  MfgRobots >> Fabrication industrielle >  >> Industrial materials >> Nanomatériaux

Nanoparticules de chitosane chargées de génistéine et de bioflavonoïdes ciblés sur les récepteurs folates pour un effet anticancéreux amélioré dans les cancers du col de l'utérus

Résumé

Dans cette étude, une nouvelle nanoparticule de chitosane conjuguée à l'acide folique a été formulée pour l'administration spécifique de bioflavonoïde, la génistéine (GEN), aux cellules cancéreuses du col de l'utérus. Les nanoparticules de chitosane (GCN) chargées de GEN et le GCN conjugué à l'acide folique (FGCN) ont montré une taille plus petite avec un profil de libération de médicament contrôlé. Le FGCN présentait un potentiel d'internalisation accru dans les cellules HeLa par rapport à celui du GCN. L'internalisation spécifique du FGCN était principalement due à l'affinité de l'acide folique (AF) avec les FRs-α qui sont présents en grand nombre dans les cellules HeLa. Les résultats ont révélé que le FGCN a une affinité spécifique envers les cellules HeLa qui contribuera à un meilleur traitement. Les nanoformulations marquées à l'acide folique ont présenté un effet cytotoxique supérieur à celui des formulations non ciblées. De manière constante, la valeur IC50 de GEN a diminué de 33,8 à 14,6 μg/ml lorsqu'elle est traitée avec du FGCN après 24 h d'incubation. Les études d'apoptose ont indiqué que les nanoparticules de FGCN étaient alors soit du GCN, soit du GEN libre en termes d'activité anticancéreuse. Dans l'ensemble, les résultats ont révélé que la conjugaison du folate au système d'administration pourrait avoir un effet important sur la survie des cancers du col de l'utérus, ce qui serait bénéfique pour le traitement global du cancer.

Contexte

Le cancer du col de l'utérus humain est l'un des cancers les plus répandus chez les femmes en âge de procréer dans le monde, qui est principalement causé par le virus du papillome humain (VPH) [1]. Le « Centre international de recherche sur le cancer » a cité la réduction de la défense immunitaire, le tabagisme et l'activité sexuelle irrégulière comme les principales causes des cancers du col de l'utérus [2]. Les dernières avancées en matière de technologies médicales et de diagnostic ont un impact important sur la réduction du taux de mortalité par cancer du col de l'utérus ; néanmoins, cette classe de cancer continue d'augmenter dans les pays en développement comme la Chine. Deux vaccins anti-HPV prophylactiques (Gardasil et Cervarix) ont été commercialisés pour le traitement des cancers du col de l'utérus; cependant, il n'a montré son efficacité que chez les patients adultes et n'a pas réussi à encourager l'ensemble des patients [3, 4]. Par conséquent, des options de traitement telles que la chimiothérapie, la chirurgie et la radiothérapie sont régulièrement utilisées; cependant, aucun n'est efficace dans le traitement des cancers du col de l'utérus. Il a été rapporté que des agents chimiothérapeutiques ou d'autres petites molécules améliorent l'efficacité du traitement du cancer s'ils sont administrés spécifiquement [5].

Récemment, les composés naturels ont attiré beaucoup d'attention dans le traitement du cancer car il est connu pour avoir moins de toxicité par rapport à celle des médicaments chimiothérapeutiques [6]. En particulier, les flavonoïdes présents dans de nombreuses plantes auraient des propriétés anti-inflammatoires et anticancéreuses. La génistéine (4′,5,7-trihydroxyisoflavone) (GEN) est une isoflavone de soja potentiellement efficace qui a reçu une attention accrue en raison de sa puissante propriété anticancéreuse [7, 8]. Des études ont révélé que GEN inhibe les protéines tyrosine kinases et NF-κB et arrête le cycle cellulaire en phase G2/M. Cela conduira à la régulation négative des gènes associés à la prolifération cellulaire et à la croissance des cellules cancéreuses [9, 10]. L'arrêt de la phase G2/M supprimera la migration et l'invasion des cellules cancéreuses et induira l'apoptose et la mort cellulaires [11]. Cependant, le potentiel clinique de GEN a été entravé en raison de sa solubilité limitée (~ 1,45 μg/ml) et de sa biodisponibilité limitée [12]. Par conséquent, il existe un besoin immédiat d'améliorer les propriétés physico-chimiques du GEN et ses propriétés anticancéreuses.

L'application de la nanotechnologie en médecine retient de plus en plus l'attention en raison de sa capacité à améliorer les propriétés anticancéreuses de diverses petites molécules [13]. L'encapsulation d'un médicament dans une nanoparticule offre de nombreux avantages tels qu'une stabilité élevée, une charge médicamenteuse améliorée, une internalisation plus élevée, une biodistribution favorable et une pharmacocinétique améliorée [14]. Surtout, les nanoparticules augmentent l'effet anticancéreux du composé encapsulé par accumulation préférentielle dans les tissus tumoraux. De plus, les nanoparticules pourraient inverser la multirésistance aux médicaments (MDR) des cellules tumorales [15, 16]. Dans la présente étude, nous avons utilisé des nanoparticules de chitosane d'origine naturelle en raison de son excellent profil de biodégradabilité et de biocompatibilité. De plus, le groupe amine primaire du chitosane offre certaines propriétés importantes, notamment la solubilité aqueuse et l'hémocompatibilité. En outre, le groupe amine pourrait être utilisé pour modifier la surface des nanoparticules [17]. Afin d'augmenter la spécificité de la cible, nous avons conjugué de l'acide folique à la surface de nanoparticules de chitosane. L'acide folique a été sélectionné comme ligand de ciblage en raison de sa surexpression dans les cellules cancéreuses du col de l'utérus. Les récepteurs du folate sont présents en grand ou en grand nombre dans les cellules cancéreuses du col de l'utérus. Pour être précis, FRs-α est également présent dans les cellules normales mais n'est pas exposé à la circulation sanguine alors qu'il est fortement exposé à la circulation sanguine dans le cas des cellules cancéreuses, ce qui en fait une cible attrayante pour les nanoparticules conjuguées au folate qui pourraient être internalisées par endocytose. mécanismes [18, 19].

Dans la présente étude, nous visons principalement à augmenter la propriété anticancéreuse de GEN vis-à-vis des cellules de cancer du col de l'utérus HeLa surexprimées par FR-α en encapsulant dans des nanoparticules de chitosane conjuguées à l'AF. Les nanoparticules ont été caractérisées en termes de taille, de forme et de cinétique de libération in vitro. L'effet de ciblage de l'AF a été étudié par dosage d'absorption cellulaire dans des cellules cancéreuses HeLa. L'effet anticancéreux du GEN et des nanoparticules chargées de GEN a été étudié par un test de cytotoxicité, un test vivant/mort et une analyse de l'apoptose.

Méthodes

Matériaux

Genistein a été acheté auprès d'Aladdin Chemicals (Shanghai, République populaire de Chine). L'acide folique, chitosan (85 % désacétylé), a été acheté auprès de Sigma-Aldrich, Chine. EDC et NHS ont également été achetés auprès de Sigma-Aldrich, Chine. Tous les autres produits chimiques sont de qualité réactif et utilisés sans aucune modification.

Préparation de nanoparticules de chitosane conjuguées à l'acide folique et chargées de GEN

Avant de préparer des nanoparticules, un conjugué de chitosane d'acide folique a été préparé. En bref, 44,1 mg d'acide folique ont été dissous dans du DMSO avec un mélange de chlorhydrate de 1-(3-diméthylaminopropyl)-3-éthyl carbodiimide (EDAC.HCl) et de N-hydroxy succinimide (NHS) (rapport molaire 1:1,5:1,5 ). Le mélange a été agité pendant 30 minutes pour permettre l'activation du groupe fonctionnel. La solution organique a été ajoutée goutte à goutte dans une solution de chitosane (0,5% p/p) sous agitation continue. L'agitation a été poursuivie pendant une nuit dans des conditions d'obscurité. Le pH a été porté à pH 8 grâce à l'ajout de soude 1 M. A la fin, le mélange a été centrifugé pour séparer le précipité jaune et lavé avec du carbonate de sodium puis dialysé à nouveau avec de l'eau.

Pour préparer des nanoparticules, le GEN, le chitosan et le conjugué chitosan-FA (10:1) ont été dissous dans du DMSO. La solution de DMSO a ensuite été ajoutée goutte à goutte dans une solution de Tween 80 à 0,5 % sous agitation continue. Le mélange a été agité pendant 3 h, et une fois tous les solvants évaporés, la suspension a été centrifugée pendant 30 min à 10 000 tr/min à 4 °C. Le surnageant a été retiré et évalué par la méthode HPLC. Les échantillons ont été quantifiés par HPLC (LC 1100, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) en utilisant une colonne C-18 en phase inverse à 25°C. Une phase mobile méthanol/eau (60/40, v /v) a été utilisé comme phase mobile à un débit de 1 ml/min.

$$ \mathrm{DL}\%=\mathrm{GEN}\ \mathrm{montant}\ \mathrm{in}\ \mathrm{NP}/\mathrm{Masse}\ \mathrm{of}\ \mathrm{NP }\times 100\% $$ $$ \mathrm{EE}\%=\mathrm{GEN}\ \mathrm{montant}\ \mathrm{in}\ \mathrm{NP}/\mathrm{Masse}\ \mathrm {de}\ \mathrm{GEN}\fois 100\% $$

Analyse de la taille des particules et de la morphologie de surface

La taille des particules et la distribution de la taille des nanoparticules ont été observées par Malvern Mastersizer 2000 (Zetasizer Nano ZS90, Malvern Instruments Ltd., Royaume-Uni). Les échantillons ont été convenablement dilués avant l'analyse. Toutes les mesures ont été effectuées en triple.

La morphologie de surface des nanoparticules a été évaluée par microscopie électronique à transmission (MET, JEM-1230, JEOL, Tokyo, Japon). En bref, la dispersion de nanoparticules a été mélangée avec 2 % de PTX et placée sur la grille TEM et séchée pendant 10 min sous un faible rayonnement infrarouge. Les échantillons ont été contre-colorés avec de l'acide phosphotungistique (2%) et observés sous MET à une tension d'accélération de 100 kV.

Étude de libération de médicament in vitro

L'étude de libération du médicament a été réalisée par la méthode de dialyse. En bref, 5 mg d'équivalent de nanoparticules GEN ont été mis en suspension dans 1 ml de tampon de libération (PBS, pH 7,4) et transférés dans un tube de dialyse (MWCO :3500). Le tube de dialyse a été placé dans un tube Falcon contenant les 25 ml de tampon de libération. Le tube Falcon a été placé dans un agitateur sous agitation douce à 37 °C. À des intervalles prédéfinis, un volume spécifique d'échantillon a été prélevé et remplacé par un tampon ou un milieu frais. Le médicament libéré du milieu de libération a été étudié par HPLC.

Culture cellulaire

La lignée cellulaire de carcinome cervical humain (cellule HeLa) a été obtenue auprès d'ATCC, MS, États-Unis et cultivée dans du DMEM contenant 10 % de FBS et un mélange d'antibiotiques à 37 °C dans une atmosphère humidifiée contenant 5 % de dioxyde de carbone.

Captation cellulaire

L'efficacité de ciblage des nanoparticules (GCN et FGCN) a été étudiée par analyse d'absorption cellulaire. Dans cette étude, la sonde fluorescente utilisée était la Coumarine-6. Les cellules ont été placées dans une plaque à 96 puits et laissées se fixer pendant 24 h. Le milieu de culture a été retiré et remplacé par du milieu frais contenant du GCN et du FGCN et incubé pendant différents intervalles. Les cellules ont ensuite été lavées avec du PBS, lysées (Triton-X), centrifugées et le surnageant a été récupéré. Le surnageant a été utilisé pour évaluer l'intensité de fluorescence par un lecteur de microplaque (GENios, Tecan, Suisse). L'absorption a été mesurée à une longueur d'onde d'excitation de 430 nm et une longueur d'onde d'émission de 485 nm.

Imagerie d'absorption cellulaire

Un microscope confocal à balayage laser (Olympus Fluoview FV-1000, Tokyo, Japon) a été utilisé pour déterminer l'absorption cellulaire qualitative dans les cellules cancéreuses. 2 × 10 5 les cellules ont été ensemencées dans une plaque à 6 puits et incubées pendant 24 h. Le milieu a été retiré et remplacé par un milieu frais contenant du GCN et du FGCN et incubé pendant 2 h. Les cellules ont été lavées avec du PBS, fixées et lavées à nouveau. Les cellules ont ensuite été observées en utilisant CLSM.

Test de cytotoxicité

L'efficacité de destruction des cellules de GEN, GCN et FGCN libres a été étudiée au moyen du protocole de dosage MTT. Cellules HeLa à une densité d'ensemencement de 1 × 10 4 les cellules ont été placées dans une plaque à 96 puits et laissées se fixer pendant 24 h. Le lendemain, les cellules ont été traitées avec du GEN, du GCN et du FGCN libres dans 100 μl de milieu frais et incubées pendant 24 h. Ensuite, le milieu a été retiré et lavé deux fois avec du PBS. Dix microlitres de DMEM contenant du MTT (5 mg/ml) ont été placés dans une plaque à 96 puits et laissés de côté pendant 4 h. La solution de MTT a été siphonnée et du DMSO a été ajouté pour dissoudre les cristaux de formazan qui correspondent aux cellules vivantes. L'absorbance du formazan a été étudiée à une longueur d'onde de 570 nm à l'aide d'un lecteur de plaques (Bio-Tek Instruments Inc., USA). L'IC50 a également été calculé à l'aide du logiciel GraphPad Prizm (version 17).

Test en direct/mort

Cellules HeLa à une densité d'ensemencement de 2 × 10 5 les cellules ont été ensemencées dans une plaque à 6 puits et incubées pendant 24 h. Le lendemain, les cellules ont été traitées avec du GEN, du GCN et du FGCN libres dans 100 μl de milieu frais et incubées pendant 24 h. Ensuite, le milieu a été retiré et lavé deux fois avec du PBS. Les cellules ont été traitées selon les instructions données par le fabricant (Molecular Probes, USA). La calcéine AM et l'homodimère d'éthidium sont des colorants de cellules vivantes et mortes respectifs qui sont utilisés pour la coloration.

Analyse statistique

Les données ont été analysées statistiquement à l'aide de t test. Un P une valeur inférieure à 0,05 a été utilisée pour montrer la signification statistique. Toutes les expériences ont été réalisées en triple.

Résultats et discussion

Le cancer du col de l'utérus humain est l'un des cancers les plus répandus chez les femmes en âge de procréer dans le monde, qui résulte principalement du virus du papillome humain. Par conséquent, des options de traitement telles que la chimiothérapie, la chirurgie et la radiothérapie sont régulièrement utilisées; cependant, aucun n'est efficace dans le traitement des cancers du col de l'utérus. Il a été rapporté que des agents chimiothérapeutiques ou d'autres petites molécules améliorent l'efficacité du traitement du cancer s'ils sont administrés spécifiquement. Récemment, les composés naturels ont attiré beaucoup d'attention dans le traitement du cancer car il est connu pour avoir moins de toxicité par rapport à celle des médicaments chimiothérapeutiques. La génistéine a reçu une attention accrue en raison de sa puissante propriété anticancéreuse. Cependant, le potentiel clinique de GEN a été entravé en raison de sa faible solubilité (~ 1,43 μg/ml) et de sa faible biodisponibilité. Dans la présente étude, nous visons principalement à augmenter la propriété anticancéreuse de GEN vis-à-vis des cellules de cancer du col de l'utérus HeLa surexprimées par FR-α en encapsulant dans des nanoparticules de chitosane conjuguées à l'AF (Fig. 1).

Illustration schématique de la préparation de nanoparticules de chitosane conjuguées à l'acide folique et chargées de génistéine

Caractérisation physico-chimique du système de nanoparticules chargées GEN

La taille et le potentiel zêta du système de particules jouent un rôle crucial dans l'internalisation cellulaire et la performance systémique des médicaments anticancéreux. La diffusion dynamique de la lumière (DLS) a été utilisée pour déterminer la taille des particules et la distribution de la taille des nanoparticules chargées de GEN (Fig. 2). La taille moyenne des particules de GCN était d'environ 140 nm, tandis que celle du FGCN était d'environ 165 nm avec un excellent indice de polydispersité. Le diamètre hydrodynamique moyen du FGCN est inférieur à 200 nm, ce qui est suffisant pour pénétrer dans les tissus tumoraux en utilisant des effets de perméation et de rétention améliorés. La petite taille des particules pourrait résister à la propriété d'élimination rapide des nanoparticules du corps (RES) [20]. La charge de surface est considérée comme un indicateur clé de la stabilité des particules sous forme de suspension. Le potentiel zêta moyen du GCN était de +26 mV tandis que le FGCN était de +21,5 mV. Une légère diminution de la charge de surface pourrait être attribuée à la substitution du groupe amine du chitosane. De plus, le GCN et le FGCN ont montré une efficacité de piégeage élevée de plus de 95 %, ce qui indique qu'il convient aux applications systémiques. La taille des particules et le potentiel zêta du FGCN sont restés inchangés pendant le stockage pendant 3 mois, ce qui indique sa grande stabilité au stockage (Fig. 3).

Microscope électronique à transmission du FGCN

Profil de libération in vitro de GCN et FGCN dans une solution saline tamponnée au phosphate (pH 7.4). La quantité de médicament libérée a été quantifiée par la méthode HPLC et l'expérience a été réalisée en triple

Analyse de la morphologie de la surface

La morphologie de surface du FGCN optimisé a été caractérisée par MET. Les nanoparticules présentaient une morphologie de forme sphérique et uniformément réparties dans la grille de cuivre. La taille des particules observée à partir de l'analyse MET était cohérente avec l'observation DLS (Fig. 4).

Analyse de l'absorption cellulaire du GCN et du FGCN dans les cellules de cancer du col de l'utérus HeLa. un Analyse quantitative de l'absorption cellulaire de nanoparticules par méthode de fluorescence. b Analyse d'absorption cellulaire basée sur un microscope confocal à balayage laser (CLSM). La coumarine-6 ​​a été utilisée comme sonde fluorescente

Cinétique de libération de médicament in vitro

La libération de GEN à partir de GCN et de FGCN a été réalisée en utilisant la méthode de dialyse. Le PBS a été utilisé pour réaliser l'étude de relâchement afin de simuler les conditions physiologiques. Comme prévu, le profil de libération du GCN et du FGCN était presque similaire. Les deux formulations présentaient un profil de libération contrôlée pour GEN et présentaient une cinétique de libération monophasique. Environ 35 à 40 % du médicament a été libéré à la fois par le système de nanoparticules au bout de 24 h. La tendance du taux de libération de GEN s'est poursuivie jusqu'à la fin de la période d'étude et, enfin, environ 90 % du médicament a été libéré. La conjugaison du folate à la surface influence la faible libération de médicament indiquant l'influence de la présence de matériau conjugué. Il a été rapporté qu'une libération contrôlée de médicament à partir de NP était attribuée à l'allongement de la longueur du trajet du médicament vers le milieu de libération externe. Dans l'ensemble, une libération contrôlée de médicament dans des conditions de pH 7,4 suggère qu'une grande partie du médicament sera intacte et s'accumulera dans les tissus tumoraux avec le temps.

Étude d'absorption cellulaire in vitro

La concentration intracellulaire de GEN est très importante pour déclencher son action cytotoxique dans les cellules cancéreuses. Par conséquent, le potentiel d'absorption cellulaire du système NP est très important du point de vue de l'efficacité thérapeutique. Le GCN et le FGCN chargés de coumarine-6 ​​ont été incubés dans des cellules cancéreuses à différents moments. Les deux systèmes NP présentaient une absorption cellulaire dépendante du temps avec une absorption cellulaire maximale à 4 h. Comme prévu, le FGCN ciblé sur les récepteurs de l'acide folique a présenté statistiquement (p < 0,05) une absorption cellulaire plus élevée dans les cellules cancéreuses HeLa. Encore une fois, l'absorption prédominante de FGCN dans la plupart des cas sera due à la disponibilité de FA à la surface des particules qui pourrait faciliter l'interaction du ligand avec les récepteurs correspondants et qui est présent en grand nombre dans les cellules HeLa [21].

L'absorption cellulaire est en outre confirmée par imagerie microscopique. Les cellules ont été incubées avec des formulations respectées et incubées pendant 2 h. Comme on le voit, une intensité de fluorescence élevée a été observée pour les cellules cancéreuses exposées au FGCN par rapport à celle des cellules traitées au GCN. Ces résultats ont indiqué que le FGCN conjugué à l'acide folique avait une affinité spécifique pour les cellules cancéreuses HeLa en raison de la reconnaissance du ligand-récepteur (FA-FR-α).

Cytotoxicité in vitro

L'activité cytotoxique in vitro de GEN, GCN et FGCN sur les cellules cancéreuses HeLa a été étudiée par le protocole d'essai MTT. Comme on le voit, les nanoformulations de GEN étaient plus efficaces pour tuer les cellules cancéreuses que celles de GEN libre. Toutes les formulations ont cependant montré un effet cytotoxique dose-dépendant typique dans les cellules cancéreuses. Comme prévu, les nanoformulations marquées à l'acide folique ont présenté statistiquement (p < 0,05) effet cytotoxique supérieur à celui des formulations non ciblées. L'effet anticancéreux supérieur du FGCN a été attribué à l'internalisation de nanoparticules médiée par un récepteur spécifique dans les cellules cancéreuses qui pourrait augmenter la concentration de médicament dans l'environnement intracellulaire. En outre, la capacité des nanoparticules à contrôler la libération du composé encapsulé a également contribué à la cytotoxicité élevée du FGCN. La valeur IC50 a été utilisée pour évaluer l'effet cytotoxique réel des formulations sur les cellules cancéreuses. Généralement, c'est la concentration qui est nécessaire pour tuer la moitié des cellules d'origine. Les résultats ont montré que la valeur IC50 de GEN diminuait de 33,8 à 26,5 μg/ml lorsqu'elle était traitée avec du GCN. Il est important de noter que la valeur IC50 a diminué à 14,6 μg/ml lorsqu'elle est traitée avec du FGCN après 24 h d'incubation. Il a été rapporté que les nanoparticules réduisent l'effet MDR et devraient ainsi augmenter l'efficacité anticancéreuse du GEN en réduisant son efflux des cellules médiées par la glycoprotéine P. L'effet anticancéreux supérieur du FGCN était cohérent avec son absorption cellulaire élevée dans les cellules cancéreuses HeLa [22].

Analyse microscopique

L'analyse morphologique des cellules cancéreuses a été réalisée après traitement avec des médicaments anticancéreux. Les formulations ont été exposées à des cellules cancéreuses et incubées pendant 24 h. Les cellules témoins étaient normales et étalées sur la lamelle de la plaque à puits alors que les cellules se rétractaient dans le groupe traité par les formulations. Conformément au test de cytotoxicité, la morphologie des cellules cancéreuses était différente pour différentes formulations. Comme montré, les cellules traitées au FGCN étaient moins nombreuses et de morphologie ronde indiquant la cytotoxicité plus élevée des formulations. Le GCN a également induit des changements remarquables dans les cellules cancéreuses en raison de son absorption raisonnablement plus élevée dans les cellules cancéreuses. Les résultats révèlent clairement que les nanoparticules recouvertes de chitosane seront bénéfiques pour les traitements du cancer du col de l'utérus (Fig. 5).

Analyse de cytotoxicité in vitro de GEN, GCN et FGCN dans des cellules cancéreuses HeLa. Les cellules ont été traitées avec les formulations respectives et incubées pendant 24 h. **p < 0,01 est la différence statistique entre FGCN et GEN.A

Test en direct/mort

Le potentiel cytotoxique des formulations individuelles a été étudié plus avant par un essai vivant/mort. La quantité de cellules vivantes et mortes après le traitement médicamenteux (pendant 24 h) a été visualisée à partir de l'intensité de la fluorescence verte. La calcéine AM et le colorant au bromure d'éthidium sont des marqueurs représentatifs des cellules vivantes et mortes qui sont appliqués aux cellules traitées avec des formulations. Les cellules vivantes restantes présentes après le traitement médicamenteux absorbent la calcéine et émettent une émission de lumière fluorescente verte (488 nm). Comme indiqué, les cellules non traitées ont montré une intensité de fluorescence élevée (fluorescence verte), et le traitement de GEN libre n'a pas non plus réduit les cellules en croissance. D'autre part, le FGCN a montré moins de cellules vivantes et plus de cellules mortes (faible intensité de fluorescence), indiquant l'effet puissant. Le taux de mortalité cellulaire élevé du groupe traité par le FGCN a été attribué à l'internalisation plus élevée des nanoparticules dans les cellules cancéreuses. Le résultat est cohérent avec le test de cytotoxicité (Fig. 6).

Analyse morphologique des cellules cancéreuses HeLa après traitement avec GEN, GCN et FGCN

Analyse de l'apoptose

Dans cette étude, nous avons conçu un système d'administration ciblé sur les récepteurs de l'acide folique qui pourrait augmenter la concentration intracellulaire de GEN et améliorer l'effet anticancéreux dans les cellules cancéreuses du col de l'utérus. Par conséquent, afin d'analyser la propriété d'induction apoptotique des GEN, GCN et FGCN libres, les cellules ont été évaluées par cytométrie en flux après double coloration à l'annexine V/PI. La figure 7 montre que les cellules traitées avec le GEN libre n'ont pas induit d'apoptose appréciable des cellules cancéreuses tandis que le GCN (~22%) était efficace pour induire l'apoptose dans ces cellules cancéreuses. Comme prévu, le FGCN a présenté une apoptose remarquable des cellules cancéreuses (~ 55 %) indiquant son effet anticancéreux supérieur. L'effet anticancéreux plus élevé des formulations était dû à l'affinité spécifique du ligand pour les récepteurs correspondants qui, à leur tour, augmentaient la concentration du médicament dans les cellules cancéreuses. Les résultats révèlent clairement que les nanoparticules recouvertes de chitosane seront bénéfiques pour les traitements du cancer du col de l'utérus. La plate-forme nanotechnologique pour les médicaments anticancéreux a augmenté la toxicité dans les cellules cancéreuses et a augmenté l'efficacité thérapeutique des agents antitumoraux (Fig. 8).

Dosage vivant/mort de cellules cancéreuses HeLa après traitement avec GEN, GCN et FGCN. La fluorescence verte indique les cellules vivantes

Analyse de l'apoptose des cellules cancéreuses HeLa après traitement avec GEN, GCN et FGCN. Un cytomètre en flux a été utilisé pour analyser la proportion d'apoptose cellulaire. **p < 0,01 est la différence statistique entre FGCN et GEN

Conclusions

Dans cette étude, une nouvelle nanoparticule de chitosane conjuguée à l'acide folique a été formulée pour l'administration spécifique de bioflavonoïde, la génistéine (GEN), aux cellules cancéreuses du col de l'utérus. Le FGCN présentait un potentiel d'internalisation accru dans les cellules HeLa par rapport à celui du GCN. Les résultats ont révélé que le FGCN a une affinité spécifique envers les cellules HeLa qui contribuera à un meilleur traitement. Les nanoformulations marquées à l'acide folique ont présenté un effet cytotoxique supérieur à celui des formulations non ciblées. De manière constante, la valeur IC50 de GEN a diminué de 33,8 à 14,6 μg/ml lorsqu'elle est traitée avec du FGCN après 24 h d'incubation. Les études sur l'apoptose ont indiqué que les nanoparticules de FGCN étaient soit du GCN, soit du GEN libre en termes d'activité anticancéreuse. Dans l'ensemble, les résultats ont révélé que la conjugaison du folate au système d'administration pourrait avoir un effet important sur la survie des cancers du col de l'utérus, ce qui serait bénéfique pour le traitement global du cancer. L'étude sur un modèle animal clinique constitue la perspective de la prochaine étape de la présente étude.

Abréviations

EPR :

Perméation et rétention améliorées

FGCN :

nanoparticules de chitosane chargées de GEN conjuguées à l'acide folique

FR :

Récepteurs de folate

GCN :

Nanoparticules de chitosane chargées en GEN

GEN :

Génistéine


Nanomatériaux

  1. Nanoparticules d'or pour capteurs chimio
  2. Nanofibres et filaments pour une administration améliorée des médicaments
  3. Nanoparticules pour le traitement du cancer :progrès actuels et défis
  4. Distribution de médicaments à base de cellules pour les applications contre le cancer
  5. Une nouvelle méthode sans solvant organique pour un nanomédicament ciblé pour une efficacité anticancéreuse améliorée
  6. Synthèse hydrothermale de nanoparticules d'In2O3 jumelles hybrides disque hexagonal hétérostructures ZnO pour des activités photocatalytiques et une stabilité améliorées
  7. Stabilité améliorée des nanoparticules magnétiques d'or avec du poly(acide 4-styrènesulfonique-co-acide maléique) :propriétés optiques adaptées pour la détection des protéines
  8. Toxicité des nanoparticules de CoFe2O4 enrobées de PEG avec effet thérapeutique de la curcumine
  9. Comparaison entre l'acide folique et la fonctionnalisation à base de peptide gH625 de nanoparticules magnétiques Fe3O4 pour une internalisation cellulaire améliorée