Development of Anti-HER2 Targeted Doxorubicin-Core Shell Chitosan Nanoparticles to Treat Human Breast Cancer

การพัฒนาอนุภาพนาโนที่ทำจากไดโตซานเพื่อเป็นระบบส่งยาDoxorubicin ไปยังเป้าหมายสำหรับการรักษามะเร็งเต้านม

Name: Parichart Naruphontjirakul

Name: ปาริชาต นฤพนธ์จิรกุล

keyword: Chitosan graft Pluronic

Abstract: Doxorubicin (DOX) is one of the most widely used anti-cancer drugs. However, its application is restrained by dosage limitation, adverse side effects, and toxicity to both cancer and normal cells. To overcome these limitations, Anti-Her2 targeted doxorubicin-core shell chitosan nanoparticles are developed to be an effective targeted drug delivery vehicle for HER2-overexpressing breast cancer cell (MCF-7) treatment. This biodegradable polymeric immuno-nanoparticles consist of doxorubicin (DOX) encapsulated O-Succinyl chitosan graft Pluronic'" F127 copolymer nanoparticles conjugated with Anti-HER2 monoclonal antibodies by using l-ethyl-3-(3dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) mediated cross linking agents. The nanoparticle size is around 24.32 ? 1.24nm to 36.63 ? 1.42 nm and zeta potential ranges from -0.99 ? 0.03 to -0.04 ? 0.26 mY. The conjugation efficiencies of Anti-HER2-NPs are moderately high (57.35 ? 0.74% to 76.32 ? 0.69%). After conjugated with Anti-HER2, the nanoparticles' average size increased from 36.01 ? 1.49 to 50.42 ? 1.22 nm, whereas zeta potential range expended from -0.93 ? 0.24 to 0.53 ? 1.03 mY. The nanoparticles encapsulated doxorubicin either by adsorption to the nanoparticles' surface or by incorporation into the particle matrix. The doxorubicin encapsulation efficiency was approximately 74%. From In vitro study, the nanoparticle formulation exhibited a biphasic drug release with a moderate initial burst followed by a sustained release profile in both pH 5.0 and pH 7.5. The mouse fibroblast L929 cell line was selected as a cell model for a biocompatibility test. The median inhibitory concentration (ICso) of the nanoparticles was 0.9 mg/ml, indicating that the nanoparticles are biocompatible. To potentiate the anticancer efficiency of the nanoparticle formation, in vitro cytotoxicity of free doxorubicin, DOX-NPs, and AntiHER2- DOX-NPs were evaluated on MCF- 7 breast cancer cell lines. IC50 doses, determined by 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium (MTT) assay, showed the greater activity of Anti-HER2-DOX-NPs over unconjugated nanoparticles and free doxorubicin due to higher specificity and cellular uptake on breast cancer cells. In the, studies of cellular uptake, MCF-7 cells were chosen to be the human breast cancer model. MCF-7 cells incubated with Anti-HER2-DOX-NPs exhibited more fluorescence intensity than those incubated with DOX-NPs. Both DOX-NPs and AntiHER2- DOX-NPs can deliver DOX intracellularly to the cell nucleus of MCF-7 cells in vitro, even though not as quickly as free DOX. Anti-HER2-DOX-NPs exhibited enhanced effective cytotoxicity in MCF-7 cells relative to Vero cells. The carriers have been shown to target mostly cancer cells without damaging normal cells. Therefore, Anti-HER2-DOX-NPs is promising as an effective targeted drug carrier for cancer treatment.

Abstract: Doxorubicin (DOX) เป็นยาที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ว แต่การรักษาโรคมะเร็งด้วยสารเคมี (Chemotherapy) มีผลข้างเคียงที่เป็นอันตรายต่อเซลล์ปกติ ดังนั้นระบบนำส่งยา DOX จึงถูกพัฒนาขึ้น เพื่อลดผลข้างเคียงที่เกิดขึ้น โดยการสร้างอนุภาคนาโน (Nanoparticles) ที่มีลักษณะเป็น Core-Shell ด้วยการบรรจุ DOX ไว้ภายในอนุภาคนาโนไดโตซานกราฟท์พูโลนิก (O-Succinyl chitosan graft Pluronic F127 copolymer nanoparticle) และเพิ่มประสิทธิภาพในการนำส่งยาโดยเข้าจับกับ Receptor บนผิวเซลล์มะเร็งโดยเชื่อมต่อกับลิแกนด์ (Anti-HER2) สัดส่วนการเชื่อมระหว่างลิแกนด์กับอนุภาค นาโนไคโตซานกราฟท์พูโลนิก (conjugation efficiency) มีค่าระหว่าง25.35+-0.74 ถึง 76.32+-0.69% ขณะที่ปริมาณยาที่สามารถบรรจุลงไปได้มีค่า encapsulation efficiency มากทสุดที่ 74.65+-0.44%ขนาด ของอนุภาคนาโนเพิ่มขึ้นจาก 24.32+-1.24 ถึง36.63+-1.42 นาโนเมตร เป็น36.01+-1.49 ถึง 50.42+- 1.22 นาโนเมตรสำหรับอนุภาคนาโนไคโตซานกราฟท์พูโลนิกที่มีการเชื่อมต่อลิแกนด์และไม่มีการ เชื่อมต่อลิแกนด์ตามลำดับ และค่า zeta potential เปลี่ยนแปลงจาก-0.99+-0.03 ถึง -0.04+- 0.26 มิลลิ โวลต์ เป็น -0.93+-0.24 ถึง 0.53 +- 1.03 มิลลิโวลต์ เมื่อมีการเชื่อมต่อลิแกนด์กับอนุภาคนาโนไคโต ซานกราฟท์พูโลนิก และสำหรับการปลดปล่อยยาที่ pH5.0 และ 7.5 พบว่ายามีการปลดปล่อยออกมาก เมื่อเวลาผ่านไป 24 ชั่วโมง หลังจากนั้นยามีการปลดปล่อยจากอนุภาคนาโนอย่างคงที่และอนุภาค สามารถจับผิวเซลล์มะเร็งเต้านม (MCF-7) ได้ดีเมื่อเปรียบเทียบระยะเวลาที่ใช้กับการใช้doxorubicin ธรรมดา จากการศึกษาความเป็นพิษโดยศึกษาจากเซลล์ L929ไม่พบความเป็นพิษของอนุภาคจากการ ทดลอง in vitro cytotoxicity ของ free doxorubicin, DOX-NPs และAnti-HER2-DOX-NPs ที่มีต่อเซลล์ มะเร็งเต้านม MCF- 7 ด้วยวิธี 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium ( MTT) assay พบว่า Anti-HER2 - DOX-NPs ให้ประสิทธิภาพในการนำพายาเข้าสู่เซลล์มะเร็งเต้านมได้ดีกว่า DOX - NPs ในการศึกษาประสิทธิภาพการนำพายาเข้าสู่เซลล์ เซลล์ MCF - 7 ถูกเลือกนำมาใช้เป็น ต้นแบบของเซลล์มะเร็งเต้านมของมนุษย์ ความเข้มแสงที่วัดได้จากเซลล์ MCF - 7 ซึ่งบ่มด้วย Anti- HER2-DOX -NPs มากกว่าค่าที่วัดได้จาก เซลล์ MCF -7 ซึ่งบ่มด้วย DOX - NPs แสดงให้เห็นว่า DOX-NPs และ Anti-HER2-DOX-NPs สามารถนำพายาเข้าสู่เซลล์ได้ ถึงแม้ว่าอัตราเร็วจะน้อยกว่า free DOX ก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับเซลล์ปกติ (Vero cell) พบว่า Anti-HER2-DOX-NPs สามารถนำ ส่งยาไปยังเซลล์มะเร็งเป้าหมายได้โดยไม่ทำลายเซลล์ปกติ ดังนั้น Anti-HER2-DOX-HPs นี้จึงเป็น ตัวนำส่งยาไปยังเป้าหมายที่มีประสิทธิภาพในการรักษามะเร็ง

King Mongkut's University of Technology Thonburi. KMUTT Library

Address: BANGKOK

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: Kwanchanok Pasuwat

Role: Advisors

Created: 2011

Modified: 2012-05-03

Issued: 2012-05-02

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: MUL6

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biological Engineering

Grantor: King Mongkut's University of Technology Thonburi

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	MUL6.pdf	5.32 MB	61	2025-09-27 23:41:38
2	MUL6ab.pdf	61.04 KB	35	2025-09-27 23:37:50

ใช้เวลา

0.027257 วินาที