Două tipuri de nanoparticule încărcate cu medicamente, lipozomi și nanocapsule, au fost funcționalizate cu un aptamer ADN care poate fi recunoscut de receptorii celulelor tumorale, permițând administrarea țintită a medicamentului antitumoral model (5-Fluorouracil).

Nanocapsulele pe bază de anhidridă poli (N-vinilpirolidona-alt-itaconică) – poli (NVPAI) și un amestec de chitosan (CS) / chitosan carboxilat CS funcționalizate cu aptamer AS1411 (cCA) au fost preparate printr-o metodă de condensare interfacială. Reacția de condensare a avut loc la interfață, prin deschiderea ciclurilor de anhidridă din copolimer, sub acțiunea grupărilor NH₂ din amestecul de CS /chitosan carboxilat CS funcționalizat cu aptamer.

Au fost preparate două tipuri de nanocapsule:

• nanocapsule pe bază de poli- (NVPAI) și chitosan (NC)
• nanocapsule bazate pe poli- (NVPAI) și un amestec de CS / CS carboxilat funcționalizat cu aptamer (NCA)

Nanocapsulele preparate au fost caracterizate din mai multe puncte de vedere, precum: spectroscopia în infraroșu (FTIR), difuzia dinamică a luminii (DLS), zeta-potențial, microscopie electronică de baleiaj (SEM). Gradul de umflare a nanocapsulelor (Q) în mediu apos ușor alcalin – pH = 7,4 pe o perioadă de 24 de ore a fost determinat folosind metoda gravimetrică. Nanocapsulele (tip NC și NCA) au fost încărcate cu 5-Fluorouracil (5-FU) și a fost studiată eficiența de eliberare a 5-FU în PBS (pH = 7,4). Efectele citotoxice in vitro ale nanocapsulelor funcționalizate cu aptamer (cu sau fără medicament) au fost evaluate pe linie de celule fibroblaste dermice umane adulte (HDFa).

Rezultatele obținute au relevat că:

• Aproximativ 55% din aptamer (AS1411-NH₂) a fost conjugat cu chitosanul carboxilat și aproximativ 34% din aptamer se găsește în compoziția nanocapsulelor.
• Diametrul mediu al capsulelor a fost situat între 118 și 267 nm și curbele de distribuție granulometrice, din nanocapsule obținute, au prezentat o distribuție monomodală.
• Sarcina negativă a nanocapsulelor (cu valori cuprinse între -11 mV și -19 mV) a fost atribuită anionilor carboxilat formați de grupările carboxilice prezente fie în CS / CCA, fie prin deschiderea ciclului de anhidridă (NVPAI). Prin urmare, așa cum era de așteptat, nanocapsulele pe bază de chitosan ne-funcționalizat arată un potențial zeta mai mic decât nanocapsulele pe bază de CCA, fapt care confirmă considerațiile teoretice.
• Rezultatele SEM au demonstrat că aceste nanocapsule au o formă sferică foarte bine definită și diametrul capsulei este în același interval ca cele determinate prin analiza DLS (cuprinsă între 100 și 200 nanometri).
• Gradul de umflare a nanocapsulelor a fost cuprins între 1000-1680% în mediu ușor alcalin (pH 7,4), scăzând odată cu creșterea cantității de CS din strauctura nanocapsulelor.
• S-a constatat că eficiența de eliberare a 5-FU în mediu alcalin a fost cuprinsă între 27% și 39% pentru nanocapsulele NCA, iar pentru nanocapsulele NC a fost cuprinsă între 42% -55%. Creșterea cantității de chitosan, dar și conjugarea aptamerului la nanocapsule au dus la scăderea procentului de medicament eliberat în mediul apos studiat.
• Celulele fibroblaste tratate cu diferite concentrații de nanocapsule (100 μg/ml, 250 μg/ml, 500μg ml) au prezentat o viabilitate bună cuprinsă între 80% și 96%. Aceste rezultate demonstrează clar că ambele tipuri de nanocapsule, fără medicament și nanocapsulele care conțin 5-FU, nu prezintă efecte toxice la concentrații mari. Rezultatele obținute evidentiază că viabilitatea celulară scade odată cu creșterea cantității de nanocapsule adaugate în mediul de creștere a celulelor fibroblaste și crește odată cu creșterea cantității de amestec de chitosan și chitosan carboxilat funcționalizat cu aptamer, din sistemul polimeric inițial.

Lipozomii pe bază de fosfatidilcolină din ou (PC), colesterol (CHOL) și 1,2-distearil-sn-glicero-3-fosfoetanolamină-N- [maleimidă (PEG-2000)] (DSPE-PEG-MAL) au fost preparați prin metoda hidratării filmului lipidic urmată de extrudare secvențială. Funcționalizarea lipozomilor s-a realizat prin formarea legăturii tio-eter între grupul SH (AS1411-SH) și gruparea maleimidă. Diametrul mediu al lipozomilor și indicele de polidispersitate au fost determinate prin tehnica difractometriei laser. Potențialul zeta a fost evaluat prin microelectroforeză la 25°C după diluare în mediul de hidratare (PBS, pH 7,4) la o rată de numărare adecvată folosind un Malvern Zetasizer Nano ZS. Eficiența de conjugare a aptamerului cu lipozomii a fost determinată prin spectrofotometria UV-Vis. Citotoxicitatea lipozomilor (cu și fără medicament încapsulat) a fost evaluată la 3 concentrații diferite de lipide: 100 μg / ml, 250 μg / ml, 500 μg / ml.

Rezultatele obținute au relevat că:

• Eficiența funcționalizării aptamer AS1411-SH la lipozomi a variat între 28% și 39%.
• Diametrul mediu al lipozomilor a fost de aproximativ 200 nm, iar valoarea indicelui de polidispersitate a demonstrat că sistemul obținut este monodispers.
• Stabilitatea lipozomilor într-o soluție care imită mediul biologic a fost evaluată pe o perioadă de 24 de ore. Rezultatele obținute au indicat că lipozomii sunt stabili la o temperatură de 37 ° C.
• Cantitatea de 5-FU eliberată de lipozomi este direct proporțională cu cantitatea de 5-FU încărcata în lipozomi. Eficiența de încărcare a medicamentului în lipozomi a variat între 6,83% -14,53%.

Lipozomii funcționalizați cu Aptamer (cu și fără medicament încapsulat) nu au arătat efecte citotoxice asupra celulelor fibroblastice, cu excepția probelor de lipozomi încărcate cu 5-FU care au prezentat un efect citotoxic puternic.