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Publicação
Lignin nanoparticles for cancer therapy
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Orientador(es)
Resumo(s)
Recently, lignin has been used as a starting material for the development of nanoparticles (NPs) for different purposes, including for biomedical applications. In this study, the carboxylation of the native lignin was carried out towards the modification of carboxylated lignin NP (CLNPs) with a block copolymer made of poly(ethylene glycol) (PEG), poly(histidine) (PHIS) and cell-penetrating peptide (CPP). The success of the conjugation reactions was confirmed by the conversion of the zeta-potential (ζ-potential) values from negative values for the bare CLNPs to positive values after the surface functionalization. The prepared CLNPs showed spherical shape, good size distribution, moderate polydispersity, good stability in physiological media and low cytotoxicity in all the tested cell lines at a concentration up to at least 250 µg/mL, after 24 h of incubation. A poorly water-soluble cytotoxic agent, benzazulene (BZL), was loaded into the CLNPs, improving its release profiles at pH 5.5 and 7.4. Furthermore, the release of BZL was found to be pH-sensitive, with higher release rates at pH 5.5 than at pH 7.4. Consequently, the BZL-loaded CLNPs conjugated with PEG-PHIS-CPP (BZL@CLNPs-PEG-PHIS-CPP) showed an enhanced antiproliferative effect in the different cancer cells (IC50 < 24 µM) compared to a normal endothelial cell line (IC50 ≈ 45 µM) after 24 h incubation, making the CLNPs promising candidates for anticancer therapy.
Recentemente, a lignina tem sido utilizada como matéria-prima para o desenvolvimento de nanopartículas para diferentes fins, incluindo para aplicações biomédicas. Neste estudo, procedeu-se à carboxilação da lignina nativa tendo em vista a modificação de nanopartículas de lignina carboxilada (CLNPs) com um copolímero constituído por poli(etilenoglicol) (PEG) e poli(histidina) (PHIS). A superfície das CLPNs também foi funcionalizada com um Péptido de Penetração Celular (CPP). O sucesso das reações de conjugação foi confirmado pela conversão dos valores negativos do potencial zeta obtido para as CLNPs puras, para valores positivos após a funcionalização da superfície destas nanopartículas. As CLNPs apresentaram forma esférica, boa distribuição de tamanhos, polidispersão moderada, boa estabilidade em meios fisiológicos e baixa citotoxicidade em todas as linhas celulares testadas em concentrações até pelo menos 250 μg/mL, após 24 h de incubação. Um agente citotóxico pouco solúvel em água, benzazulina (BZL), foi encapsulado nas CLNPs, melhorando os seus perfis de libertação a pH 5,5 e 7,4. Além disso, a libertação de BZL foi sensível ao pH, com taxas de libertação mais elevadas a pH 5,5 do que a pH 7,4. Consequentemente, as CLNPs conjugadas com PEG-PHIS-CPP contendo BZL (BZL @ CLNPs-PEG-PHIS-CPP) mostraram um efeito antiproliferativo aumentado nas diferentes células cancerígenas (IC50 <24 μM), em comparação com uma linha celular endotelial normal (IC50 ≈ 45 μM) após 24 h de incubação, o que torna as CLNPs alternativas terapêuticas promissoras para o tratamento do cancro.
Recentemente, a lignina tem sido utilizada como matéria-prima para o desenvolvimento de nanopartículas para diferentes fins, incluindo para aplicações biomédicas. Neste estudo, procedeu-se à carboxilação da lignina nativa tendo em vista a modificação de nanopartículas de lignina carboxilada (CLNPs) com um copolímero constituído por poli(etilenoglicol) (PEG) e poli(histidina) (PHIS). A superfície das CLPNs também foi funcionalizada com um Péptido de Penetração Celular (CPP). O sucesso das reações de conjugação foi confirmado pela conversão dos valores negativos do potencial zeta obtido para as CLNPs puras, para valores positivos após a funcionalização da superfície destas nanopartículas. As CLNPs apresentaram forma esférica, boa distribuição de tamanhos, polidispersão moderada, boa estabilidade em meios fisiológicos e baixa citotoxicidade em todas as linhas celulares testadas em concentrações até pelo menos 250 μg/mL, após 24 h de incubação. Um agente citotóxico pouco solúvel em água, benzazulina (BZL), foi encapsulado nas CLNPs, melhorando os seus perfis de libertação a pH 5,5 e 7,4. Além disso, a libertação de BZL foi sensível ao pH, com taxas de libertação mais elevadas a pH 5,5 do que a pH 7,4. Consequentemente, as CLNPs conjugadas com PEG-PHIS-CPP contendo BZL (BZL @ CLNPs-PEG-PHIS-CPP) mostraram um efeito antiproliferativo aumentado nas diferentes células cancerígenas (IC50 <24 μM), em comparação com uma linha celular endotelial normal (IC50 ≈ 45 μM) após 24 h de incubação, o que torna as CLNPs alternativas terapêuticas promissoras para o tratamento do cancro.
Descrição
This Monography was entirely publish in a scientific article: Figueiredo P, Ferro C, Kemell M, Liu Z, Kiriazis A, Lintinen K, et al. Functionalization of carboxylated lignin nanoparticles for targeted and pH-responsive delivery of anticancer drugs. Nanomedicine (Lond) [Internet]. 2017. Available from: http://dx.doi.org/ 10.2217/nnm-2017-0219
Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2017
Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2017
Palavras-chave
Lignin nanoparticles Targeting functionalization Drug loading pH-responsive release Antiproliferative effect Mestrado Integrado - 2017