DEVELOPMENT OF QUERCETIN-LOADED/CURCUMIN-LOADED HYALURONIC ACID NANOPARTICLES FOR CANCER THERAPY USING POLYMER-DRUG CONJUGATION

Abstract

Polymer-drug conjugate (PDC) with chemical reactions is one strategy that can successfully develop nanoparticles for cancer therapy. Hyaluronic acid (HA) offers an advantage of increased drug targeting. The research aimed to develop hyaluronic acid nanoparticles, containing quercetin or curcumin, for cancer targeted drug delivery. The polymer molecules were conjugated with the drug by esterification. The processing parameters affecting the properties of nanoparticles were compared. The efficiency of nanoparticles on the specificity of killing cancer cells was studied. The results showed that an increase in polymer concentration led to an increase in particle size and a decrease in zeta potential. The quercetin or curcumin concentration increased with the decrease in zeta potential and particle size. The types and concentrations of quercetin or curcumin affected drug loading capacity and drug conjugation efficiency. The incorporation of curcumin enhanced the drug loading capacity and drug conjugation efficiency in comparison with quercetin. The increase in drug concentration tended to increase drug loading capacity and drug conjugation efficiency. The presence of esterase allowed the drug to be released from hyaluronic acid nanoparticles. The hyaluronic acid-drug conjugated nanoparticles had more toxicity to cells than free drugs when studying cell viability. They were more specific to the cancer cells than the normal cells. In conclusion, the optimization of processing parameters can result in hyaluronic acid nanoparticles with the desired properties. The nanoparticles have specific inhibitory effects on cancer cells. The use of hyaluronic acid as a polymer enhanced targeted drug delivery for cancer cells.

การเชื่อมต่อโมเลกุลพอลิเมอร์และยาเคมีบำบัดด้วยปฏิกิริยาทางเคมีเป็นกลยุทธ์หนึ่งที่ใช้พัฒนานาโนพาร์ทิเคิลเพื่อรักษาโรคมะเร็งได้ ไฮยาลูโรนิกแอซิดเป็นพอลิเมอร์ที่เพิ่มการกำหนดเป้าหมายในการนำส่งยาไปยังเซลล์เป้าหมาย ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงทำเพื่อพัฒนาพอลิเมอร์นาโนพาร์ทิเคิลบรรจุเคอร์ซิตินหรือเคอร์คูมิน เพื่อนำส่งสารสำคัญจากสมุนไพรแบบมุ่งเป้าสำหรับเซลล์มะเร็งด้วยไฮยาลูโรนิกแอซิด โดยวิธีการเชื่อมต่อโมเลกุลพอลิเมอร์กับสารสำคัญจากสมุนไพรด้วยปฏิกิริยาเอสเตอริฟิเคชัน ทำการศึกษาเพื่อเปรียบเทียบผลของพารามิเตอร์จากสูตรตำรับต่อสมบัติของนาโนพาร์ทิเคิล และศึกษาประสิทธิภาพของนาโนพาร์ทิเคิลต่อความจำเพาะในการทำลายเซลล์มะเร็ง จากผลการศึกษาพบว่า ความเข้มข้นของพอลิเมอร์เพิ่มขึ้นจะทำให้ขนาดอนุภาคใหญ่ขึ้นและค่าศักย์ไฟฟ้าซีต้าจะติดลบมากขึ้น เมื่อความเข้มข้นของเคอร์ซิตินหรือเคอร์คูมินมากขึ้นกลับทำให้ขนาดอนุภาคเล็กลงและค่าศักย์ไฟฟ้าก็จะติดลบน้อยลงด้วย ชนิดและความเข้มข้นของสารสำคัญจากสมุนไพร จะส่งผลต่อความสามารถในการบรรจุยาและประสิทธิภาพการเชื่อมต่อยา โดยเคอร์คูมินจะมีประสิทธิภาพการเชื่อมต่อยาและความสามารถในการบรรจุยาสูงกว่า และความสามารถในการบรรจุยาและประสิทธิภาพการเชื่อมต่อยาของสารสำคัญจากสมุนไพรมีแนวโน้มสูงขึ้นเมื่อความเข้มข้นสารมากขึ้น การมีเอนไซม์ esterase จะช่วยทำให้สารสำคัญจากสมุนไพรถูกปลดปล่อยออกมาจากพอลิเมอร์นาโนพาร์ทิเคิลได้ นาโนพาร์ทิเคิลจากเคอร์ซิตินหรือเคอร์คูมิน ทำให้เกิดความเป็นพิษต่อเซลล์มากกว่าสารสำคัญจากสมุนไพรอิสระ โดยมีประสิทธิภาพและความจำเพาะในการทำลายเซลล์มะเร็งมากกว่าเซลล์ปกติ ดังนั้นการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์จากสูตรตำรับให้เหมาะสม จะทำให้ได้นาโนพาร์ทิเคิลที่มีสมบัติตามที่ต้องการและสามารถออกฤทธิ์ยับยั้งที่มีความจำเพาะต่อเซลล์มะเร็ง และการใช้ไฮยาลูโรนิกแอซิดเป็นพอลิเมอร์จะช่วยให้เพิ่มการนำส่งยาแบบมุ่งเป้าสำหรับเซลล์มะเร็งได้