Nanovesikel berasaskan surfaktan asid amino natrium n-lauroylsarkosinat sebagai pembawa pemeka sinaran hidrogen peroksida dan aplikasinya ke atas sel karsinoma payudara MDA-MB-231

Abstract

Agen pemeka sinaran khususnya hidrogen peroksida (H2O2) berkepekatan rendah telah digunakan pada peringkat klinikal dalam meningkatkan keberkesanan terapi sinaran terhadap kanser payudara. Walaupun penggunaan agen ini telah meningkatkan kepekaan sel kanser payudara terhadap sinaran, namun kaedah penyampaian langsung agen secara suntikan intratumoral menyebabkan pesakit mengalami kesan sampingan seperti pengerasan tisu, keradangan dan kesakitan di kawasan suntikan. Justeru, objektif utama kajian ini adalah untuk mengkaji sistem penyampaian ubat (DDS) alternatif khususnya nanovesikel berasaskan surfaktan asid amino natrium N-lauroylsarkosinat (SNLS) sebagai pembawa H2O2 bagi mengurangkan kesan ketoksikan agen melalui pengkapsulan agen dalam teras akueus sistem dwilapisan nanovesikel. Kompleks nanovesikel-hidrogen peroksida (NVs-H) disintesis melalui kaedah pemuatan pasif agen H2O2 secara sinergi dengan himpunan kendiri surfaktan utama SNLS dan dekanol pada nisbah molar optima surfaktan iaitu 1:1.73 dalam 92 wt% larutan H2O2 berkepekatan 0.0003 - 3% v/v. Proses sintesis disusuli dengan kaedah penyemperitan (extrusion) dalam mengecilkan dan menghomogenkan saiz NVs-H serta proses penulenan menggunakan kaedah ultrapenurasan emparan. Pencirian menggunakan mikroskop cahaya berkutub (PLM), teknik serakan cahaya dinamik (DLS), mikroskop transmisi elektron (TEM), spektroskopi inframerah jelmaan Fourier (FTIR) dan spektrofotometer ultra-lembayung nampak (UV-Vis) dijalankan untuk mengkaji sifat fizikal dan kimia NVs-H yang disintesis. Imej mikroskopik PLM dan TEM menunjukkan bahawa agen H2O2 pada kepekatan 0.0003 - 3% v/v tidak membantut pembentukan mahupun menyebabkan perubahan morfologi sfera nanovesikel. Berdasarkan pencirian DLS, kompleks NVs-H mempunyai saiz purata yang seiring dengan saiz prasyarat untuk penyetempatan dalam tumor iaitu saiz lebih kecil daripada 150 nm. NVs-H turut berkeadaan homogen dan mempunyai kestabilan yang tinggi berlandaskan nilai indeks poliserakan (PDI) yang lebih kecil daripada 0.3 serta nilai magnitud potensi zeta yang lebih besar daripada -50 mV. Berdasarkan pencirian FTIR, konformasi molekular NVs-H menunjukkan bahawa ia mempunyai susunan struktur yang lebih teratur berdasarkan anjakan rantaian alkil surfaktan kepada nombor gelombang yang lebih kecil. Anjakan ini menandakan bahawa dwilapisan nanovesikel mempunyai penghalang yang efisien dalam mengkapsulkan agen. Pencirian UV-Vis mengesahkan pengkapsulan agen H2O2 dengan nilai peratusan kecekapan pengkapsulan (EE%) bersamaan dengan ~ 30%. Kajian secara in vitro ke atas sel kanser payudara MDA-MB-231 menunjukkan bahawa NVs-H bersifat tidak toksik. NVs-H turut telah memekakan sel kanser terhadap sinaran gama serta berupaya dalam mencapai lethal dose (LD50) pada dos sinaran yang bersamaan dengan 2, 6, dan 10 Gy. Seiring dengan ini, prinsip keselamatan sinaran as low as reasonably achievable (ALARA) dapat dicapai melalui rawatan sel kanser dengan NVs-H sebelum penyinaran gama. Hasil daripada kajian ini menunjukkan bahawa sistem nanovesikel berasaskan surfaktan asid amino SNLS mempunyai potensi sebagai pembawa pemeka sinaran H2O2, lantas berpotensi untuk mengatasi masalah kesan sampingan yang dialami oleh pesakit klinikal ketika terapi sinaran di samping mengurangkan jumlah dos sinaran yang diterima oleh pesakit ketika rawatan.