Pharmacological potential of cerium oxide nanoparticles through pH dependency for colon cancer

Kemoterapi, biyolojik ajanlar, alkilleyici ajanlar ve antimetabolitler gibi kolon kanseri için geleneksel tedavilere bir alternatif olarak son zamanlarda nanopartikül bazlı kanser tedavileri çekici hale gelmiştir. Ancak asıl sorun, geleneksel tedavideki normal ve kanserli hücreleri ayırt etmede ortaya çıkan ve sistemik toksisite oluşturan komplikasyonlardan kaynaklanan yan etkilerdir. Bu nedenle kanser tedavisinde nanopartiküllerin uygulanması, kontrollü ilaç dağıtımını hedefleyen ve yan etkileri en aza indiren bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Kolon kanserini tedavi etmek için kullanılan gümüş, çinko, polimerik ve altın nanopartiküller vb. gibi diğer nanopartiküllerin aksine, nanoceria, Ce4+ ve Ce3+ arasındaki hızlı oksidasyon geçişiyle türetilen mükemmel katalitik aktivitesi nedeniyle en umut verici nanopartiküllerden biridir. Nanoceria'nın etki mekanizmasına ilişkin hipotez, kanserli hücrelerin asidik olması nedeniyle nanoceria'nın bu asidik hücrelerin oksidatif stresini artırabileceği ve kanser hücrelerinin yok edilmesine yol açan apoptozu artırabileceği yönündedir. Bu çalışmada, sentezlenen iki Dex-CeNP'nin (SD1, SD2) detaylı karakterizasyonunun (UV-Vis, DLS, FTIR, Raman, XRD, XPS, TGA) ardından sitotoksisitesi,reaktif türler (ROS) süpürücü özellikleri ve hücre sağlıklılık durumları kolon kanseri hücrelerinin varlığında, hücre kültüründe 100, 250 500 ve 1000 ug/mL konsantrasyonlarda denenmiştir. Bütün hücre hatlarının IC50 değerleri belirlenmiş ve iki sentez arasında SD2 sentezinin daha düşük dozlarda etkili olduğu belirlenmiştir. Bununla birlikte, akış sitometrisi deneyleri SD2 sentezi üzerinden devam ettirilmiştir. SD1 sentezinde gözlemlenen yüksek sitotoksisiteyle birlikte sentezin pH 6 ve pH 7'de UV-Vis ve DLS karakterizasyonu yapıldıktan sonra ROS üretimi çok yüksek olan iki hücre hattında ( DLD-1 ve COLO 201) tümörlerin ve sağlıklı hücrelerin farklı pH değerlerinde (pH 6 ve pH 7) sitotoksisitesine bakılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda her iki sentezin başarıyla sentezlendiği gözlemlenmiştir. SD1 sentezinin yüksek konsantrasyon gerektirmesi sonucunda denenen iki hücre hattından DLD-1 için pH 6 da IC50 değeri için gereken konsantrasyon düşmüştür. Bu deney setlerinin sonucunda SW48 hattının IC50 için gerektirdiği konsantrasyon her iki sentez için de 5 mg/mL'den büyük olduğundan deneylerin geri kalanında kullanılmamıştır. SD2 sentezi daha ileri çalışmalarda kullanılabilir.