Production of Flaxseed Oil Loaded Polycaprolactone-Polyethyleneglycol Nanocarriers for Breast Cancer Treatment


Yetişkin E. N. , Daaboul M., Alhamvi S., Topuzoğulları M.

1. Uluslararası Sağlık Bilimlerinde Multidisipliner Çalışmalar Kongresi, İstanbul, Turkey, 3 - 05 June 2020, pp.127

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: İstanbul
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.127

Abstract

Introduction: Breast cancer, one of the most remarkable and common types of cancer today, has various treatment methods such as chemotherapy, immunotherapy and radiotherapy. Chemotherapy, one of these treatment methods and widely applied, has many serious side effects that will deeply affect the health and life comfort of the patient. The use of nano-sized drug delivery systems provides significant advantages to eliminate the side effects and disadvantages of chemotherapy and to increase the effectiveness of the treatment.


Purpose: In this project; it is aimed to produce flaxseed oil loaded polycaprolactone-block-polyethylene glycol (PCL-b-PEG) based nanocarriers for breast cancer treatment. Anti-cancer properties of flaxseed oil, which contains high levels of omega-3 fatty acids, lignans and α-linolenic acid, against breast cancer cells have been shown in the literature. In this context, in order to use this water-insoluble oil as a potential treatment method against cancer and to increase its effectiveness, it was aimed to create nano-sized drug release systems by encapsulating it in PCL-b-PEG copolymers.


Method: In the study, PCL-PEG diblock copolymer was synthesized and examined by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and gel permeation chromatography (GPC). Subsequently, PCL-b-PEG polymeric micelles loaded with linseed oil were produced by the solvent evaporation method. PCL-b-PEG polymeric micelles loaded with linseed oil have been characterized using ultraviolet (UV) spectroscopy, dynamic and electrophoretic light scattering spectroscopy and infrared (FTIR) spectroscopy. In addition, in vitro release studies were carried out using the dialysis method.


Results: The hydrodynamic diameters of the produced micelles are between 100-300 nm and the average polydispersity index (PDI) values ​​are 0.23. Also, the zeta potential values ​​of micelles vary between -9.98 mV and -1.34 mV. The results show that the micelles are produced as monodispersed. FTIR spectra of PCL-b-PEG polymeric micelles loaded with linseed oil proved that flaxseed oil was successfully encapsulated in the core of the polymeric micelle.


Conclusion: In the study, it has been shown that linseed oil is loaded into PCL-b-PEG copolymers and that nanosize systems have been successfully produced. The polymeric nanocarrier produced is a biocompatible, biodegradable and natural content drug release system that can be used for breast cancer treatment.


Keywords: breast cancer, flaxseed oil, nanotechnology


Acknowledgment: This study was supported by TÜBİTAK 2209-A University Students Research Projects Support Program.

Giriş: Günümüzün en dikkate değer ve yaygın kanser türlerinden biri olan meme kanserinin kemoterapi, immünoterapi ve radyoterapi gibi çeşitli tedavi yöntemleri mevcuttur. Bu tedavi yöntemlerinden biri olan ve yaygın bir şekilde uygulanan kemoterapi, hastanın sağlığını ve yaşam konforunu derinden etkileyecek birçok ciddi yan etkilere sahiptir. Kemoterapinin yan etkilerini ve dezavantajlarını ortadan kaldırmak ve tedavinin etkinliğini arttırmak için nanoboyutlu ilaç salım sistemlerinin kullanımı önemli avantajlar sağlamaktadır.

Amaç: Bu projede; meme kanseri tedavisine yönelik keten tohumu yağı yüklü polikaprolakton-blok-polietilen glikol (PCL-b-PEG) esaslı nanotaşıyıcıların üretilmesi amaçlanmaktadır. Yüksek oranda omega-3 yağ asidi, lignan ve α-linolenik asit içeren keten tohumu yağının meme kanseri hücrelerine karşı anti-kanser özelliği literatürde gösterilmiştir. Bu kapsamda suda çözünmeyen bu yağın kansere karşı potansiyel bir tedavi yöntemi olarak kullanılabilmesi ve etkinliğinin arttırılabilmesi için PCL-b-PEG kopolimerlerinin içerisine enkapsüle ederek nanoboyutlu ilaç salım sistemleri oluşturulması hedeflenmiştir.

Yöntem: Çalışmada öncelikle PCL-PEG diblok kopolimeri sentezlenmiş, nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi ve jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ile incelenmiştir. Ardından, keten tohumu yağı yüklü PCL-b-PEG polimerik miseller, çözücü buharlaştırma yöntemi ile üretilmiştir. Keten tohumu yağı yüklü PCL-b-PEG polimerik miseller morötesi (UV) spektroskopisi, dinamik ve elektroforetik ışık saçılma spektroskopisi ve kızılötesi (FTIR) spektroskopisi kullanılarak karakterize edilmiştir. Ayrıca, in vitro salım çalışmaları diyaliz yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Bulgular: Üretilen misellerin hidrodinamik çapları 100-300 nm arasındadır ve ortalama polidispersite indeksi (PDI) değerleri 0,23’tür. Ayrıca, misellerin zeta potansiyel değerleri -9,98 mV ile -1,34 mV arasında değişmektedir. Sonuçlar misellerin monodispers olarak üretildiğini göstermektedir. Keten tohumu yağı yüklü PCL-b-PEG polimerik misellerin FTIR spektrumları, keten tohumu yağının polimerik miselin çekirdeğine başarıyla kapsüllendiğini kanıtlamıştır. 

Sonuç: Çalışmada, keten tohumu yağının PCL-b-PEG kopolimerlerine yüklendiği ve nanoboyutlu sistemlerin başarıyla üretildiği gösterilmiştir. Üretilen polimerik nanotaşıyıcı, meme kanseri tedavisi için kullanılabilecek, biyouyumlu, biyobozunur ve doğal içerikli bir ilaç salım sistemidir.

Anahtar Kelimeler: meme kanseri, keten tohumu yağı, nanoteknoloji

Teşekkür: Bu çalışma, TÜBİTAK 2209-A Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı tarafından desteklenmiştir.