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Publication
Development of Laponite® hydrogels for cisplatin delivery
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 3.55 MB | Adobe PDF |
Authors
Abstract(s)
Cancer remains a major health concern worldwide and the development of effective
therapies remains a challenge. Laponite® is a synthetic nanoclay that possesses properties such
as easy functionalization, degradability, and biocompatibility. More importantly, Laponite® can
form strongly thixotropic gels at higher concentrations which can be explored as an avenue to
drug delivery. Amongst the drugs used for cancer therapy, cisplatin, a platinum-containing
metallodrug, is especially used due to its mechanism of action, which involves interference with
the cells’ DNA. The main goal of this work was to formulate hydrogels composed by Laponite for
the delivery of cisplatin. These gels are aimed for topical application or, eventually, for direct
injection in the tumor site. As such, the preparation of Laponite hydrogels was first optimized
(regarding type of liquid medium, temperature, Laponite concentration, solvent pH vs gelation
time and gel consistency and transparency) and the gels were then studied to assess their ability
to load (different cisplatin concentrations were assayed) and release cisplatin (at two different
environmental pH values). Furthermore, the gels’ cytotoxicity was evaluated in vitro in two cell
lines, A2780 (human ovarian carcinoma) and its related cell line A2780cis (resistant to cisplatin).
Cytotoxicity studies were carried out using two different approaches which mainly differed
regarding the type of contact between the gels and the cells (direct and non-direct).
Characterization of the gels by SEM/EDS showed that cisplatin enhances cohesion within the
gels. Drug release was sustained but not sensitive to pH. Additionally, in vitro studies showed
that non-loaded Laponite gels promoted cells’ viability and gels containing cisplatin were
cytotoxic in a concentration-dependent manner. Even though it was not possible to distinguish
the two approaches used in this work regarding cytotoxicity, it was possible to conclude that
Laponite hydrogels are promising platforms for cisplatin delivery.
O cancro continua a ser um grande problema de saúde em todo o mundo e o desenvolvimento de terapias eficazes continua a ser um desafio. A Laponite® é uma nanoargila sintética que possui propriedades como fácil funcionalização, degradabilidade e biocompatibilidade. Mais importante ainda, Laponite pode formar géis fortemente tixotrópicos em concentrações mais elevadas, o que pode ser explorado como uma via para a entrega de fármacos. Entre os medicamentos utilizados para a terapia do cancro, a cisplatina, um metalofármaco contendo platina, é especialmente usada devido ao seu mecanismo de ação, que envolve interferência no DNA das células. O principal objetivo deste trabalho foi formular hidrogéis compostos por Laponite para a entrega de cisplatina. Estes géis destinam-se a aplicação tópica ou, eventualmente, a injeção direta no local do tumor. Como tal, a preparação de hidrogéis de Laponite foi primeiramente otimizada (em relação ao tipo de meio líquido, temperatura, concentração de Laponite, pH do solvente vs tempo de gelificação e consistência e transparência do gel) e os géis foram então estudados para avaliar sua capacidade de carregar (diferentes concentrações de cisplatina foram testadas) e libertar cisplatina (em dois valores de pH ambientais diferentes). Além disso, a citotoxicidade dos géis foi avaliada in vitro em duas linhas celulares, A2780 (carcinoma do ovário humano) e sua linha celular relacionada A2780cis (resistente à cisplatina). Os estudos de citotoxicidade foram realizados utilizando duas abordagens diferentes que diferiram principalmente quanto ao tipo de contacto entre os géis e as células (direta e não direta). A caracterização dos géis por SEM/EDS mostrou que a cisplatina aumenta a coesão dentro dos géis. A libertação do fármaco foi sustentada, mas não sensível ao pH. Além disso, estudos in vitro mostraram que géis de Laponite não carregados promoveram a viabilidade das células e géis contendo cisplatina foram citotóxicos de forma dependente da concentração. Embora não tenha sido possível distinguir as duas abordagens utilizadas neste trabalho em relação à citotoxicidade, foi possível concluir que os hidrogéis de laponite são plataformas promissoras para a entrega de cisplatina.
O cancro continua a ser um grande problema de saúde em todo o mundo e o desenvolvimento de terapias eficazes continua a ser um desafio. A Laponite® é uma nanoargila sintética que possui propriedades como fácil funcionalização, degradabilidade e biocompatibilidade. Mais importante ainda, Laponite pode formar géis fortemente tixotrópicos em concentrações mais elevadas, o que pode ser explorado como uma via para a entrega de fármacos. Entre os medicamentos utilizados para a terapia do cancro, a cisplatina, um metalofármaco contendo platina, é especialmente usada devido ao seu mecanismo de ação, que envolve interferência no DNA das células. O principal objetivo deste trabalho foi formular hidrogéis compostos por Laponite para a entrega de cisplatina. Estes géis destinam-se a aplicação tópica ou, eventualmente, a injeção direta no local do tumor. Como tal, a preparação de hidrogéis de Laponite foi primeiramente otimizada (em relação ao tipo de meio líquido, temperatura, concentração de Laponite, pH do solvente vs tempo de gelificação e consistência e transparência do gel) e os géis foram então estudados para avaliar sua capacidade de carregar (diferentes concentrações de cisplatina foram testadas) e libertar cisplatina (em dois valores de pH ambientais diferentes). Além disso, a citotoxicidade dos géis foi avaliada in vitro em duas linhas celulares, A2780 (carcinoma do ovário humano) e sua linha celular relacionada A2780cis (resistente à cisplatina). Os estudos de citotoxicidade foram realizados utilizando duas abordagens diferentes que diferiram principalmente quanto ao tipo de contacto entre os géis e as células (direta e não direta). A caracterização dos géis por SEM/EDS mostrou que a cisplatina aumenta a coesão dentro dos géis. A libertação do fármaco foi sustentada, mas não sensível ao pH. Além disso, estudos in vitro mostraram que géis de Laponite não carregados promoveram a viabilidade das células e géis contendo cisplatina foram citotóxicos de forma dependente da concentração. Embora não tenha sido possível distinguir as duas abordagens utilizadas neste trabalho em relação à citotoxicidade, foi possível concluir que os hidrogéis de laponite são plataformas promissoras para a entrega de cisplatina.
Description
Keywords
Laponite Cisplatin Hydrogel Drug release Cytotoxicity Cancer Cisplatina Hidrogel Libertação de fármaco Citotoxicidade Cancro Applied Biochemistry . Faculdade de Ciências Exatas e da Engenharia