Dalam penelitian ini, kami merancang tipe nanopartikel biotin-chitosan oligosakarida-ditiodipropionat asam-kurkumin (BCSC) yang difungsionalkan fikocyanin (PC) dan dimuat kurkumin (CUR), disebut CUR-BCSC@PCs, untuk meningkatkan kompatibilitas biologis CUR. Struktur BCSC dikonfirmasi menggunakan 1H-NMR. Dalam CUR-BCSC@PCs dengan diameter hidrodinamis rata-rata 160,3 ± 9,0 nm, korona protein biomimetik memberikan nanopartikel stabilitas yang luar biasa dan potensi untuk menghindari adsorpsi protein dalam sirkulasi darah. Eksperimen rilis in vitro memverifikasi bahwa CUR-BCSC@PCs dengan kulit responsif redoks sensitif terhadap konsentrasi glutathione tinggi. Selain itu, CUR-BCSC@PCs efektif meningkatkan aktivitas inhibi terhadap proliferasi sel A549 dengan meningkatkan penyerapan seluler CUR. Hasil ini menunjukkan bahwa CUR-BCSC@PCs memiliki prospek aplikasi yang besar dalam terapi kanker sebagai pengiriman obat yang efektif.
Latar Belakang
Chitosan oligosakarida (COS) dengan struktur β-(1-4)-terhubung D-glukosamin merupakan produk de-polimersi yang dipersiapkan terutama melalui deasetilasi dan hidrolisis enzimatik chitosan atau chitin, yang berasal dari eksoskeleton artropoda atau dinding sel jamur [1, 2]. Perlu diperhatikan bahwa logam berat dan warna dapat dikeluarkan oleh chitosan dan bentuk modifikasi materialnya, di mana chitosan bertindak sebagai adsorben [3]. Banyak studi telah menunjukkan bahwa COS memiliki beberapa properti biologis, seperti anti-kanker, anti-inflamasi, anti-oksidasi, dan immunostimulatori [4]. COS dianggap sebagai material pengiriman obat non-toksik, karena kompatibilitas biologisnya, keterlarutan air yang tinggi, dan kemampuan modifikasi kimia [5, 6].
Untuk meningkatkan keterlarutan obat anti-kanker hidrofobik dan mengurangi toksisitas terhadap jaringan normal, peneliti medikal telah mempelajari kopolimer yang dapat menyusun diri sendiri menjadi mikel dalam rentang ukuran partikel tertentu [7, 8]. Rangkaian kopolimer ini dapat mencapai dan menembus situs tumor secara pasif atau aktif. Mikel terdiri dari dua bagian fungsional terpisah: inti, tempat obat hidrofobik dikapsulasi, dan cangkang atau korona luar, yang mengontrol properti farmakokinetik in vivo [8]. Wang et al. [9] memanamkan asam deoksikolat onto rantai COS melalui modifikasi kimia untuk membentuk kopolimer blok amfifilik, yang dapat menyusun diri sendiri menjadi mikel dalam pelarut anorganik berbiaya rendah. Inti hidrofobik mikel mengandung kuercetin, yang sangat meningkatkan keterlarutan air obat anti-kanker dan, dalam gilirannya, meningkatkan bioavailabilitas kuercetin.
Kurkumin (CUR) adalah salah satu konstituen kimia utama kunyit [10]. Dalam beberapa tahun terakhir, banyak peneliti telah mempelajari properti anti-kanker CUR, dan banyak studi telah mengonfirmasi bahwa kimia ini dapat mempengaruhi pertumbuhan sel tumor melalui berbagai jalur sinyal dan meningkatkan sistem imun [11]. Selain itu, CUR adalah fotosensitizer dengan properti fotodinamik yang baik [12]. Oleh karena itu, CUR adalah obat yang promising untuk terapi kanker. Namun, keterlarutan, stabilitas, dan bioavailabilitas yang buruk membatasi aplikasi klinisnya [13]. Untuk mengatasi kekurangan ini, banyak peneliti telah meningkatkan bioavailabilitas CUR melalui sistem pengiriman obat. Misalnya, Chen et al. [14] merancang jenis baru pengiriman obat sensitif double pH, yang meningkatkan keterlarutan air CUR dan meningkatkan efeknya pada pengobatan tumor.
Fikocyanin (PC), yang terutama diperoleh dari bakteri biru, dikenal sebagai pigmen protein yang larut dalam air dan menangkap cahaya, yang berperan dalam menangkap dan mentransfer cahaya menjadi energi kimia selama fotosintesis [15]. PC menunjukkan banyak properti biologis, seperti anti-kanker [16], anti-inflamasi, dan anti-oksidasi yang telah menarik perhatian besar dalam bidang makanan dan obat-obatan [15, 17]. Hao et al. [16] menemukan bahwa PC menghambat pertumbuhan sel kanker paru non-sel kecil dengan menurunkan protein adaptor yang mengandung domain toll/interleukin-1 reseptor (TIRAP). Selain itu, PC juga digunakan dalam terapi fotodinamik (PDT) tumor karena merupakan agen yang baik tanpa efek samping [18,19,20]. Penggunaan PC sebagai probe fluoresensi perlu dikonjugasi dengan elemen identifikasi spesifik seperti biotin, antibodi, dan streptavidin [21, 22]. Biotin, vitamin yang larut dalam air, adalah mikronutrien esensial dalam tubuh manusia, yang memiliki properti penargetan tumor [23]. Protein reseptor spesifik biotin, seperti avidin, neutravidin, dan streptavidin, sangat überekspresi pada permukaan beberapa sel kanker dibandingkan dengan sel normal [24, 25]. Oleh karena itu, nanopartikel biotinilasi telah banyak dipelajari sebagai pengiriman obat melalui endositosis mediated reseptor [24].
Dalam studi ini, tipe baru nanokarier yang difungsionalkan PC telah dikonstruksi, dan persiapan CUR-BCSC@PCs ditampilkan dalam Gambar 1. Ikatan disulfida antara COS dan CUR berkontribusi pada sensitivitas redoks dari material pengiriman amfifilik [26]. CUR terletak di inti hidrofobik yang dilindungi oleh cangkang COS/PC. Interaksi antara biotin dan PC dan interaksi elektrostatis, yang terjadi antara COS bermuatan positif dan PC bermuatan negatif, digunakan untuk memodifikasi PC pada permukaan CUR-BCSCs. CUR-BCSC@PCs diharapkan dapat mencapai jaringan tumor karena permeabilitas yang ditingkatkan, efek permeabilitas dan retensi yang ditingkatkan (EPR), dan efek penargetan reseptor biotin [27]. Dalam mikroenvironment tumor, yang memiliki konsentrasi glutathione lebih tinggi dari sel normal, CUR-BCSC@PCs terurai melalui reaksi pertukaran tiol-disulfida, mencapai konsentrasi obat yang tinggi dalam sel tumor [23, 28, 29]. Sistem pengiriman nano CUR-BCSC@PC yang dijelaskan dalam makalah ini tidak hanya meningkatkan bioavailabilitas CUR tetapi juga memiliki potensi untuk efektif dalam pengobatan klinis tumor.
Desain dan ilustrasi skematis CUR-BCSC@PCs
Bahan dan Metode
Bahan
CUR dibeli dari Zhanyun Chemical Co., Ltd. (Shanghai, Cina). COS diperoleh dari Shandong Weikang Biomedical Science and Technology Co., Ltd. PC diperoleh dari Zhejiang Binmei Biotechnology Co., Ltd. Asam 3,3-ditiodipropionat diperoleh dari Adamas Reagent Co., Ltd. (Shanghai, Cina). Karbohidrat karbodiimid hidroklorida (EDCI), dimetilamino piridin (DMAP), tetrahidrofuran (THF), klorida oksalat, dan biotin diperoleh dari Aladdin Chemistry Co., Ltd. Glutation (GSH) dan Hoechst 33342 diperoleh dari Sigma-Aldrich (Shanghai, Cina). Tas dialisis (MWCO 300 Da) diperoleh dari Beijing Biotopped Technology Co., Ltd. Formamida dipersiapkan oleh Tianjin Fuyu Fine Chemical Co., Ltd. Air deionisasi dibuat sendiri di laboratorium.
Baris sel A549 (sel karsinoma paru manusia) (Bena Culture Collection (Beijing, Cina)) dipilih untuk mengevaluasi sitotoksisitas nanokarier baru. Sel A549 dibudidayakan dalam DMEM (Saiersi Biotechnology Co., Ltd. (Shangdong, Yantai, Cina)). Serum sapi fetal (FBS) diperoleh dari Hyclone (Logan, AS, Amerika Serikat). Penisilin dan streptomisin dibeli dari Sigma-Aldrich (Shanghai, Cina). 3-(4,5-dimetil-2-tiazolil)-2,5-difenil-2-H-tetrazolium bromida (MTT) juga diperoleh dari Sigma-Aldrich (Shanghai, Cina).
Sintesis CUR-BCSC@PCs
Rute sintesis yang digunakan untuk menyiapkan CUR-BCSC@PCs ditunjukkan dalam Gambar 2. Prosedur eksperimen rinci dijelaskan di bawah ini.
Rute sintesis COS-S-S-CUR, BCSC, dan Biotin-COS
Sintesis COS-S-S-CUR
COS yang difungsionalkan asam 3,3-ditiodipropionat disintesis melalui esterifikasi yang dikatalisasi oleh klorida asam melalui reaksi dua tahap.
Tahap 1: Asam 3,3-ditiodipropionat (42,05 mg, 0,25 mmol) dan THF kering (4 mL) dimasukkan ke dalam labu bundar cokelat, dengan pengaduk untuk melarutkan asam. Kemudian, klorida oksalat (0,3 mmol) yang diencerkan dengan THF ditambahkan ke dalam labu, ditempatkan dalam mandi es. Reaksi dipertahankan pada 35 °C. Setelah diaduk selama 3 jam, klorida oksalat yang tidak bereaksi dikeluarkan melalui penguapan rotary. Produk 1 disiapkan dengan langkah-langkah di atas. CUR dilarutkan dalam 3 mL THF, yang berisi 34 μL etil trietilamina, yang ditambahkan secara tetes ke dalam labu yang berisi produk 1 dalam kondisi mandi es dan kemudian diaduk selama 15 menit. Selanjutnya, campuran diaduk pada 50 °C dalam atmosfer nitrogen selama 6 jam. Hasil yang diperoleh mengalami penguapan rotary untuk menghilangkan etil trietilamina dan THF dan kemudian difurnir melalui kromatografi kolom untuk memperoleh produk murni HOOC-S-S-CUR.
Tahap 2: Produk murni HOOC-S-S-CUR diaktifkan dengan EDCI (1,2 eq) dan DMAP (1,2 eq) dalam formamida selama 2 jam. Selanjutnya, COS yang dilarutkan dalam 4 mL formamida ditambahkan dan diaduk pada 55 °C selama 12 jam. Setelah reaksi selesai, larutan dialisis menggunakan tas dialisis (MWCO 300 Da) dan dikeringkan beku selama 12 jam.
Sintesis BCSC dan Biotin-COS
Singkatnya, biotin, EDCI, dan DMAP dilarutkan dalam 3 mL formamida dan dipindahkan ke dalam labu bundar cokelat. Setelah diaduk selama 2 jam pada 30 °C, COS-S-S-CUR dilarutkan dalam 3 mL formamida dan ditambahkan secara tetes ke dalam labu. Reaksi dipertahankan pada 45 °C selama 2 hari. Produk akhir dialisis (MWCO 300 Da) dalam air deionisasi dan mengalami sentrifugasi serta liofilisasi untuk memperoleh BCSC sensitif redoks. Selain itu, sintesis biotin-COS dilakukan dengan metode yang sama untuk menghubungkan biotin ke rantai COS.
1H-NMR dari COS-S-S-CUR, BCSC, dan biotin-COS diukur menggunakan campuran DMSO-D6 dan D2O sebagai pelarut.
Persiapan Mikel BCSC Dimuat Kurkumin (CUR-BCSCs)
CUR-BCSCs disiapkan melalui metode penyusunan diri. Sepuluh miligram BCSC dilarutkan dalam 4 mL formamida dan kemudian dicampur dengan 1 mL larutan CUR (1 mg/mL) yang dilarutkan dalam formamida. Larutan campuran dialisis menggunakan tas dialisis (MWCO 300 Da) dalam air deionisasi selama 24 jam dan air deionisasi diganti setiap 2 jam. CUR-BCSCs difilter menggunakan membran millipore dengan ukuran 800 nm, 450 nm, dan 220 nm.
Persiapan CUR-BCSC@PCs
CUR-BCSCs yang telah disiapkan dicampur dengan larutan air PC (1,0 mg/mL) dan diinkubasi selama 30 menit pada 4 °C. Selanjutnya, PC dihilangkan menggunakan filter sentrifugal 100 kDa dan dicuci dengan air tiga kali. Produk akhir (CUR-BCSC@PC) disimpan pada 4 °C dalam kegelapan untuk studi lebih lanjut.
Karakterisasi
Pengukuran pencaran laser dinamis (DLS) dilakukan pada Particle Analyzer Delsa Nano C (Beckman Coulter Inc.) untuk mengamati ukuran partikel, potensial zeta, dan indeks polidispersi (PI). Morfologi CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs dikonfirmasi melalui pengukuran mikroskop transmisi elektron (TEM, H-600; Hitachi, Tokyo, Jepang).
Efisiensi Enkapsulasi (EE) dan Kemampuan Muat Obat (DL)
HPLC (Agilent 1260GB12C) digunakan untuk menentukan EE dan DL nanopartikel. Pertama, 2 mL CUR-BCSCs atau CUR-BCSC@PCs dicampur dengan 3 mL asetonitril dan demulsi melalui ultrasonik, di mana asetonitril kemudian ditambahkan hingga 10 mL. Sebelum pengukuran, suhu kolom kolom Phenomenex C18 (250 mm × 4,6 mm, 5 um) disesuaikan ke 25 °C, sementara laju alur fasa mobile disetel ke 1,0 mL·min−1. Rasio asam asetat glacial 0,5% terhadap asetonitril adalah 40:60 (v/v). Dalam proses deteksi, dengan panjang gelombang deteksi 425 nm, 20 μL sampel diinjeksi [30]. Rumus berikut digunakan untuk menghitung EE dan DL:
Salin fosfat (PBS) yang mengandung GSH (0, 20 μM, 10 mM) disiapkan dan diperlakukan dengan CUR-BCSC@PCs selama 4 jam untuk mengamati perubahan ukuran partikel di bawah konsentrasi glutathione yang berbeda pada 37 °C. Selain itu, diameter hidrodinamis CUR-BCSC@PCs diteliti dalam larutan PBS menggunakan Particle Analyzer Delsa Nano C (Beckman Coulter Inc.) pada 37 °C pada berbagai titik waktu (4, 8, 12, dan 24 jam).
Rilis CUR In Vitro dari CUR-BCSC@PCs
Perilaku rilis CUR in vitro dari CUR-BCSC@PCs diteliti menggunakan metode dialisis. Larutan PBS yang mengandung glutathione (GSH: 20 μmol/L, 1 mmol/L, 5 mmol/L, 10 mmol/L) disiapkan, dan 0,5% Tween 80 ditambahkan. Buffer PBS (45 mL) yang mengandung konsentrasi GSH yang berbeda ditambahkan ke tabung sentrifugal 50 mL; kemudian, tas dialisis yang berisi 1 mL CUR-BCSC@PCs ditempatkan di setiap tabung sentrifugal, yang diayak pada 37 °C. Pada berbagai titik waktu (0,2, 1, 4, 8, 12, 24, 48, 72 jam), 2 mL medium rilis dikumpulkan, dan medium rilis segar yang sama ditambahkan untuk mempertahankan volumenya. HPLC digunakan untuk menentukan konsentrasi CUR dalam medium rilis yang dikumpulkan.
Budidaya Sel
Sel karsinoma paru manusia A549 dibudidayakan dalam DMEM, yang mencakup 10% FBS dan 1% penisilin-streptomisin, dan diinkubasi pada 37 °C dalam atmosfer 5% CO2 [31, 32].
Inhibi Proliferasi Sel In Vitro
Sitotoksisitas in vitro CUR, mikel BCSC (BCSCs), CUR-BCSCs, dan CUR-BCSC@PCs terhadap baris sel A549 dievaluasi menggunakan uji MTT standar [33]. Sel A549 ditanam dalam plate 96-lubang (5000 sel per lubang) selama 24 jam untuk menempel pada dinding. Medium asli dibuang, dan kemudian 100 μL medium segar yang berisi CUR bebas, BCSCs, CUR-BCSCs, dan CUR-BCSC@PCs (0,1, 1, 5, 10, 15, dan 20 μg/mL berdasarkan CUR) ditambahkan dan dibudidayakan selama 24 jam. Lubang tanpa pemberian digunakan sebagai kontrol kosong. Sel-sel diuji MTT dengan menghapus medium dan menambahkan 20 μL larutan MTT (5 mg/mL). Setelah diinkubasi lagi selama 4 jam pada 37 °C dalam atmosfer 5% CO2, larutan MTT diganti dengan 150 μL DMSO untuk melarutkan MTT-formazan ungu. Selanjutnya, pembaca mikropirat (Thermo Fisher Scientific Co., Waltham, AS) digunakan untuk mengukur absorbansi setiap lubang pada 570 nm.
Penyerapan dan Lokasi Sel In Vitro
Kemampuan penyerapan seluler CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs diteliti di bawah mikroskop fluoresens (FM, Eclipse E400; Nikon Corporation, Tokyo, Jepang). Sel A549 ditanam dalam plate 24-lubang pada 4 × 104 sel per lubang dan diinkubasi bersama dengan CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs (konsentrasi CUR: 20 μg/mL) pada 37 °C dalam atmosfer lembap yang mengandung 5% CO2 selama 1, 2, dan 4 jam. Sel A549 dicuci dengan PBS tiga kali setelah medium budidaya yang mengandung obat dihapus. Kemudian, PBS yang mengandung 4% paraformaldehid ditambahkan selama 20 menit dan dicuci dengan PBS lagi tiga kali. Nukleus sel diwarnai dengan Hoechst 33342 selama 15 menit dan diamati menggunakan mikroskop fluoresens terbalik.
Analisis Statistik
Semua eksperimen dilakukan paling sedikit tiga kali dan dinyatakan sebagai rata-rata ± SD. Uji statistik dianalisis menggunakan uji t Student. P < 0,05 ditetapkan sebagai secara signifikan statistik, dan P < 0,01 dianggap sangat signifikan.
Hasil dan Pembahasan
Karakterisasi COS, COS-S-S-CUR, Biotin-COS, dan BCSC
Resonansi karakteristik utama CUR dan CH2-S-S-CH2 muncul pada spektrum 1H-NMR dari COS-S-S-CUR, membuktikan konjugasi yang berhasil CUR ke rantai COS. Dibandingkan dengan puncak COS dalam Gambar 3(A), sinyal karakteristik CUR yang ditampilkan dalam Gambar 3(B) diamati dalam rentang 6,7 hingga 7,5 ppm dan pada 3,75 ppm (−OCH3), sementara resonansi CH2-S-S-CH2 pada 2,5 ppm tidak berubah. Seperti yang ditunjukkan dalam (Gambar 3(C), a, b), puncak biotin pada spektrum 1H-NMR dari Biotin-COS adalah 0,99 ppm (−CH2–) dan 3,39 ppm (−CH–S–). Spektrum 1H-NMR dari BCSC ditunjukkan dalam Gambar 3(D). Resonansi CUR (Gambar 3(D), a, e) terlihat pada posisi yang sesuai, dan puncak karakteristik CH2-S-S-CH2 (Gambar 3(D), b) kembali diamati pada 2,5 ppm. Selain itu, munculnya sinyal pada puncak 0,09 ppm dan 3,39 ppm (Gambar 3(D), c, d) memverifikasi keberadaan biotin yang terhubung ke rantai COS-S-S-CUR. Resonansi karakteristik CUR, CH2-S-S-CH2, dan biotin seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3(D) konsisten dengan yang ada dalam Gambar 3(B) dan Gambar 3(C), mengindikasikan bahwa material amfifilik BCSC berhasil disintesis.
Spektrum 1H-NMR COS (A), COS-S-S-CUR (B), Biotin-COS (C), dan BCSC (D)
Karakterisasi CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs
Morfologi CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs diteliti menggunakan mikroskop transmisi elektron (TEM) (Gambar 4(A, B)). CUR-BCSCs menunjukkan bentuk bola yang halus (Gambar 4(A), a) di bawah mikroskop elektron, sementara CUR-BCSC@PCs memiliki bentuk bola yang mendekati dengan lapisan membesar yang melingkupi CUR-BCSC@PCs (Gambar 4(B), b). Ini mengindikasikan bahwa PC membentuk struktur korona protein dengan menutupi permukaan CUR-BCSCs. Efek Tyndall yang jelas dari CUR-BCSC@PCs diamati karena keberadaan banyak nanopartikel (Gambar 4(C)). Ukuran partikel, PI, potensial zeta, DL (%), dan EE (%) dari CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs ditampilkan dalam Tabel 1. Dalam Gambar 5, ukuran rata-rata CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs adalah 97,8 ± 4,2 nm dan 160,3 ± 9,0 nm, masing-masing. Sementara itu, nilai PI dari CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs adalah 0,181 ± 0,014 dan 0,114 ± 0,024, masing-masing, yang lebih kecil dari 0,2, mengindikasikan keseragaman ukurannya. Potensial zeta dari CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs adalah 21,57 ± 0,53 dan 12,90 ± 1,93 mV, masing-masing. Karena lapisan PC bermuatan negatif, potensial zeta CUR-BCSCs lebih tinggi dari CUR-BCSC@PCs. EE dari CUR-BCSC@PCs lebih tinggi dari CUR-BCSCs.
A Gambar TEM CUR-BCSCs dan satu CUR-BCSC tunggal. B Gambar TEM CUR-BCSC@PCs dan satu CUR-BCSC@PC tunggal. C Efek Tyndall dan foto CUR-BCSC@PCs dalam air a Distribusi ukuran dan potensial zeta CUR-BCSCs; b Distribusi ukuran dan potensial zeta CUR-BCSC@PCs
Stabilitas CUR-BCSC@PCs
Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 6a, karena sifat redoks dari ikatan disulfida, ikatan tersebut terputus dalam PBS yang mengandung 10 mM GSH, dan CUR-BCSC@PCs terurai menjadi fragmen polimer, yang mengaglomerasi untuk meningkatkan ukuran partikel nanopartikel. Namun, dalam PBS yang mengandung 20 μM GSH, perubahan ukuran partikel sangat kecil, yang menunjukkan hasil yang sama dengan PBS tanpa GSH. Seperti yang diilustrasikan dalam Gambar 6b, ukuran partikel diukur pada waktu yang berbeda untuk mempelajari stabilitas CUR-BCSC@PCs dalam PBS, dan hasilnya menunjukkan bahwa ukuran partikel CUR-BCSC@PCs meningkat perlahan seiring waktu [14].
Stabilitas CUR-BCSC@PCs. a Perubahan ukuran CUR-BCSC@PCs pada konsentrasi GSH yang berbeda. b Perubahan ukuran CUR-BCSC@PCs dalam PBS pada waktu yang berbeda
Respons Reduksi CUR-BCSC@PCs
Diketahui bahwa ikatan disulfida tidak stabil dalam lingkungan redoks tumor. Peneliti telah menggunakan ikatan disulfida untuk menghubungkan polimer hidrofilik dan obat hidrofobik untuk menyusun fragmen amfifilik, yang dapat menyusun diri sendiri dalam air untuk membentuk mikel nano. Kemudian, sesuai dengan perbedaan antara lingkungan fisiologis dan lingkungan tumor, ikatan disulfida terputus di situs tumor untuk melepaskan obat [34]. Dalam studi ini, uji rilis obat in vitro dilakukan untuk memverifikasi apakah CUR-BCSC@PCs dapat menunjukkan properti rilis yang diharapkan. Kemampuan respons reduksi CUR-BCSC@PCs yang mengandung ikatan disulfida diteliti setelah aktivasi GSH. Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 7, rilis CUR dari CUR-BCSC@PCs dalam medium dengan 20 μM GSH pada pH 7,4, yang mensimulasikan lingkungan ekstraseluler, sangat lambat dibandingkan dengan lingkungan dengan 10 mM GSH pada pH 7,4. Selanjutnya, dibandingkan dengan medium 20 μM GSH, GSH 1, 5, dan 10 mM menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam perilaku rilis. Seiring peningkatan konsentrasi GSH, rilis CUR dari CUR-BCSC@PCs juga terpacu, mengindikasikan bahwa rilis obat merespons konsentrasi GSH.
Rilis kumulatif CUR dari CUR-BCSC@PCs pada kondisi GSH yang berbeda
Sitotoksisitas In Vitro
Uji MTT dilakukan untuk menyelidiki efek sitotoksik CUR bebas, BCSCs, CUR-BCSCs, dan CUR-BCSC@PCs pada baris sel A549 [35]. Data keberadaan sel diringkas dalam Gambar 8. Semua persiapan CUR menunjukkan ketergantungan dosis dalam hal inhibi proliferasi sel. Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 8, CUR bebas memiliki kemampuan inhibi proliferasi sel yang sedikit lebih rendah terhadap semua sel A549 dibandingkan dengan CUR-BCSC@PCs dan CUR-BCSCs, setelah diinkubasi selama 24 jam. Untuk sel A549, aktivitas anti-kanker CUR-BCSC@PCs lebih baik dari BCSCs dan CUR-BCSCs, yang kemungkinan disebabkan oleh penyerapan seluler yang baik. Selain itu, CUR-BCSC@PCs menunjukkan properti sitotoksis yang lebih tinggi dari CUR-BCSCs, mengindikasikan bahwa PC memiliki efek inhibi potensial terhadap proliferasi sel A549.
Sitotoksisitas in vitro formulasi berbeda pada 24 jam dalam sel A549
Studi Penyerapan Sel In Vitro
Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 8, sinyal fluoresensi CUR diamati dalam sel A549 yang treated dengan CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs (CUR: 20 μg/mL) pada 1, 2, dan 4 jam, menggunakan mikroskop fluoresensi terbalik. CUR, sebagai probe fluoresensi hijau, juga merupakan obat anti-kanker, yang sering digunakan sebagai model obat hidrofobik untuk mengembangkan sistem pengiriman obat baru dan efisien. Seperti yang diilustrasikan dalam Gambar 9a, baik CUR-BCSCs maupun CUR-BCSC@PCs terserap dalam baris sel A549, dan efisiensi penyerapan bergantung pada waktu. Karena reseptor biotin yang überekspresi pada permukaan sel kanker, mikel nano yang dimuat biotin memiliki affin terhadap sel A549. Sinyal fluoresensi dari CUR-BCSC@PCs tinggi pada 4 jam, mengindikasikan laju penyerapan sel yang tinggi dari CUR-BCSC@PCs. Sinyal fluoresensi dari CUR-BCSC@PCs lebih tinggi pada 4 jam daripada pada 1 jam atau 2 jam; ini membuktikan bahwa penyerapan sel bergantung pada waktu.
a Penggambaran fluoresensi penyerapan seluler CUR-BCSCs dan CUR-BCSC@PCs pada waktu yang berbeda. b Lokasi sel CUR-BCSC@PCs pada 1 jam dan 4 jam
Nukleus sel A549 diwarnai dengan Hoechst 33342. Seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 9b, sinyal fluoresensi hijau terlihat dalam sitoplasma grup 1 jam CUR-BCSC@PCs, dan fluoresensi secara bertahap terjadi dalam nukleus grup 4 jam CUR-BCSC@PCs, yang menunjukkan penyerapan sel melalui endositosis mediated caveolae.
Kesimpulan
Dalam studi ini, tipe nanopartikel COS yang difungsionalkan protein disiapkan melalui reaksi kondensasi, perilaku penyusunan diri, dan interaksi antara PC dan CUR-BCSCs. Setelah investigasi awal, material pengiriman amfifilik (BCSCs) yang sensitif redoks berhasil disintesis dan diverifikasi menggunakan 1H-NMR. Permukaan CUR-BCSCs dimodifikasi dengan lapisan korona fikocyanin, yang dapat meningkatkan efisiensi penyerapan sel dan melindungi CUR-BCSC@PCs dari adsorpsi protein plasma. Analisis sitotoksisitas dan penyerapan sel menunjukkan bahwa CUR-BCSC@PCs dapat mengangkut CUR ke dalam sel A549 dan memiliki properti anti-proliferasi yang sangat baik. Mempertimbangkan efek PDT dari PC dan CUR, kami akan mengevaluasi properti fotodinamik dan aktivitas anti-kanker CUR-BCSC@PCs di bawah terapi foto dalam tahap berikutnya dari penelitian ini. Studi ini membuka jalan bagi peningkatan efektivitas obat anti-kanker dan perkenalan korona protein fungsional. Singkatnya, material pengiriman obat nano CUR-BCSC@PCs yang berdasarkan COS dengan berbagai fungsi telah memberikan strategi baru untuk pengobatan tumor dan menunjukkan prospek aplikasi yang besar.
Ketersediaan Data dan Bahan
Kesimpulan yang dibuat dalam naskah ini berdasarkan data yang semua disajikan dan ditunjukkan dalam makalah ini.
