Analysis of the cytotoxicity of micelles of sodium alginate and curcumin and 2-hydroxyoleic acid embedded liposomes

Abstract

Choroby nowotworowe są jedną z najczęstszych przyczyn zgonów na świecie. Naukowcy od lat próbują znaleźć związki, które pozwolą poprawić skuteczność terapii przeciwnowotworowych. Potencjalnych terapeutyków poszukuje się w nowo projektowanych związkach jak i w substancjach występujących naturalnie w przyrodzie. Niektóre związki ze względu na swój hydrofobowy charakter czy też słabą biodostępność, wymagają czy to modyfikacji chemicznych czy też specjalnej formulacji, celem poprawy ich skuteczności działania. W ostatnich latach nanotechnologia umożliwiła opracowanie wielu terapii opartych na związkach, których wcześniej nie można było podać pacjentowi ze względu na negatywne skutki uboczne, słabą rozpuszczalność lub niską skuteczność in vivo. Celem wykonanych doświadczeń była analiza cytotoksyczności miceli alginianu sodu i kurkuminy (AA-Cur) oraz liposomów z wbudowanym kwasem 2-hydroksyoleinowym (2-OHOA). W tym celu zbadano żywotność komórek mysich linii nowotworowych: B16F10, MC38-CEA i 4T1 poddanych działaniu badanych nanomateriałów. Następnie sprawdzono wpływ miceli i liposomów na indukcję apoptozy oraz progresję cyklu komórkowego. Dla liposomów sprawdzono również aktywność hemolityczną względem ludzkich erytrocytów. Dla każdego z badanych nanomateriałów obserwowana była dawkozależna cytotoksyczność względem mysich komórek nowotworowych. Jednak, zarówno dla miceli AA-Cur jak i liposomów z wbudowanym 2-OHOA nie wykazano znaczącego wpływu na progresję cyklu komórkowego. W badanych komórkach hodowanych z AA-Cur nie była wykrywana fragmentacja DNA genomowego. Liposomy z wbudowanym 2-OHOA powodowały rozpad ludzkich erytrocytów, w związku z czym podanie ich do organizmu jest wykluczone. Badane nanomateriały nie wykazują potencjału do stosowania ich jako samodzielnych chemioterapeutyków.Cancers are one of the most frequent causes of deaths in the world. For years, scientists have been looking for compounds, which could help improve anti-cancers therapies. Potential therapeutics are searched among newly designed compounds as well as substances naturally occurring in nature. Some compounds, due to their hydrophobic character or poor bioavailability, require either chemical modification or a special formulation to improve their effectiveness. In recent years, nanotechnology has made it possible to develop many compound-based therapies that were previously unavailable to the patient due to negative side effects, poor solubility or low in vivo efficacy.The purpose of presented experiments was to analyse the cytotoxicity of micelles of sodium alginate and curcumin (AA-Cur) and 2-hydroxyoleic acid (2-OHOA) embedded liposomes. For this purpose, viability of murine tumour cell lines: B16F10, MC38-CEA and 4T1 treated with the studied nanomaterials was tested. Next, the effect of micelles and liposomes on the induction of apoptosis and progression of the cell cycle were checked. Haemolytic activity on human erythrocytes was also checked for liposomes.For each of the studied nanomaterials, dose-dependent cytotoxicity was observed against murine tumour cells. However, for both AA-Cur micelles and 2-OHOA embedded liposomes no significant influence on the cell cycle progression has been demonstrated. In the examined cells cultured with AA-Cur there were no signs of genomic DNA fragmentation. Liposomes with embedded 2-OHOA caused haemolysis of human erythrocytes, therefore their application to the body is excluded. The studied nanomaterials do not have the potential to be used as independent chemotherapeutics