Sinergi Tingkatkan Lovastatin dan Doxorubicin yang Dikirim melalui Nanopartikel Pullulan terhadap Kanker Payudara Triple-Negatif

Abstrak

Kanker payudara triple-negatif (TNKP) tetap sangat resisten terhadap terapi konvensional. Kami merancang konjugat pullulan–lovastatin amfifilik (PLV) dan memuatnya dengan doksorubicin (DXR) untuk menghasilkan nanopartikel PLV/DXR (NPs). Konjugat PLV disiapkan pada tiga rasio pullulan:LV, dengan rasio 1:2 menghasilkan tingkat substitusi tertinggi (7,87 persen) dan ukuran partikel terkecil (≈180 nm). NPs PLV/DXR menunjukkan profil rilis berkelanjutan dan sensitif pH (97,9 persen DXR dirilis setelah 72 jam pada pH 5,4 dibanding 76,2 persen pada pH 7,4) dan efisiensi enkapsulasi 21 persen. In vitro, NPs PLV/DXR secara signifikan menghambat proliferasi baris sel TNKP MDA-MB-231 (IC₅₀ 0,60 µM) sambil menyelamatkan baris sel non-TNKP MDA-MB-453 (IC₅₀ 11,05 µM). NPs berlabel FITC menunjukkan penyerapan yang bergantung pada waktu, dengan sel MDA-MB-231 internalisasi lebih banyak partikel daripada sel MDA-MB-453. Studi obat bebas mengungkap interaksi sinergis yang kuat antara LV dan DXR, mengurangi dosis yang diperlukan dari masing-masing agen hingga 40 kali lipat. Hasil ini mendukung NPs PLV/DXR sebagai platform yang menjanjikan untuk terapi TNKP.

Pendahuluan

TNKP tidak memiliki ER, PR, dan HER2, yang membatasi opsi target dan mendorong hasil yang buruk. Nanopartikel dapat memanfaatkan efek permeabilitas dan retensi yang ditingkatkan (EPR) untuk mengirimkan terapeutik secara selektif ke tumor padat. Lovastatin (LV), statin lipofilik, telah menunjukkan sitotoksisitas selektif terhadap sel TNKP dengan menargetkan sel akar kanker dan menghambat transporter efflux P-glikoprotein, sehingga mempotensikan obat kimia seperti DXR. Namun, keterlarutan air yang buruk dari LV dan ketidakcocokan farmakokinetik obat yang dikosentrasikan sama-sama menghambat terapi sinergis. Mengenkapsulasi LV dan DXR dalam satu nanokarier yang biokompatibel mengatasi keterbatasan ini.

Bahan dan Metode

Pullulan (200 kDa) dan LV dikonjugasi melalui aktivasi anhidrid suksinat, menghasilkan konjugat PLV dengan rasio molar pullulan:LV 1:2, 1:3, dan 1:4. FTIR dan ¹H NMR mengonfirmasi esterifikasi yang berhasil; konjugat 1:2 memiliki tingkat substitusi (DS) 7,87 persen. PLV berasosiasi sendiri menjadi miksel (≈180 nm) dalam penampang air; DXR dimasukkan melalui pertukaran pelarut, menghasilkan NPs PLV/DXR (≈226 nm). Muatan obat dan efisiensi enkapsulasi diukur dengan spektroskopi UV-vis. Rilis in vitro diukur dalam PBS (pH 7,4 dan 5,4) pada 37 °C melalui dialisis. Sel MDA-MB-231 dan MDA-MB-453 dibudidayakan dalam DMEM + 10 persen FBS. Sitotoksisitas dievaluasi dengan CellTiter-Blue setelah paparan 48 jam; sinergisme dievaluasi dengan analisis isobologram. Penyerapan seluler NPs berlabel FITC divisualisasikan dengan mikroskopi fluoresensi.

Hasil

Sinergi Kombinasi Obat

LV dan DXR bebas menunjukkan inhibisi yang bergantung pada dosis pada sel MDA-MB-231. Peningkatan konsentrasi DXR mengurangi IC₅₀ LV dari 10,92 µM menjadi 0,28 µM (39 kali lipat), dan sebaliknya. Analisis isobologram mengidentifikasi tiga rasio sinergis (DXR/LV = 0,025/7,09, 0,3033/3,0, 0,625/0,28 µM). Tidak ada aktivitas LV yang signifikan yang diamati pada sel MDA-MB-453, menekankan spesifisitas TNKP.

Karakterisasi Konjugat PLV

FTIR menunjukkan puncak karbonil ester baru pada 1725 cm⁻¹; ¹H NMR mengungkap sinyal metilena LV (0,5–2,7 ppm). Pencaharan cahaya dinamis (DLS) dan TEM mengonfirmasi partikel monodispers dan bola; konjugat 1:2 (PLV (1/2)) dipilih untuk pekerjaan lebih lanjut karena DS tertinggi dan ukuran terkecil.

Profil Nanopartikel PLV/DXR

Efisiensi enkapsulasi 20,9 persen, kapasitas muatan 1,93 persen. Muatan FITC meningkatkan ukuran partikel menjadi 254 nm dan potensial zeta menjadi −15 mV. Studi rilis menunjukkan ledakan cepat (≈30 persen dalam 8 jam) diikuti oleh rilis berkelanjutan; pH 5,4 mempercepat rilis kumulatif menjadi 97,9 persen pada 72 jam dibanding 76,2 persen pada pH 7,4.

Penyerapan Seluler

Mikroskopi fluoresensi mengungkap peningkatan internalisasi NPs yang bergantung pada waktu; sel MDA-MB-231 mengakumulasi lebih banyak FITC daripada sel MDA-MB-453 (signifikan secara statistik pada 1 jam).

Sitotoksisitas NPs PLV/DXR

NPs PLV/DXR menghasilkan nilai IC₅₀ yang lebih rendah daripada DXR bebas pada sel MDA-MB-231 (0,60 µM dibanding 0,86 µM), sementara efektivitas pada sel MDA-MB-453 tetap rendah, mencerminkan perilaku obat bebas.

Pembahasan

NPs PLV/DXR menggabungkan potenza antikanker LV dengan sitotoksisitas DXR, mengirimkan kedua agen secara terpadu tumor dengan cara sensitif pH. Penyerapan yang ditingkatkan dan sitotoksisitas selektif pada sel TNKP mengonfirmasi janji terapeutik platform ini. Meskipun studi saat ini terbatas pada uji in vitro, desainnya selaras dengan efek EPR dan menawarkan jalur yang dapat dilakukan untuk pengiriman bersama obat yang sulit larut.

Kesimpulan

Kami mendirikan sistem nanopartikel dual-obat yang memanfaatkan biokompatibilitas pullulan untuk melarutkan lovastatin dan mengenkapsulasi doksorubicin bersama. NPs PLV/DXR yang dihasilkan menampilkan monodispersi, muatan obat tinggi, rilis responsif pH, dan inhibisi selektif serta sinergis terhadap sel TNKP, memberikan fondasi yang kuat untuk evaluasi in vivo di masa depan.