Kurkumin/ Donepezil yüklü kitosan nanopartikül gömülü mikroiğne üretimi ve anti-alzheimer etkinliğinin değerlendirmesi

Abstract

Amaç: Kurkumin ve donepezil arasındaki sinerjistik etkiyi değerlendirmek, akabinde bu ilaçları kombine halde nanopartiküle yüklemek, ilaç yüklü nanopartikülleri mikroiğneler içerisine gömerek transdermal uygulama yolu ile hastaya verilebilen etkili ve yenilikçi anti-Alzheimer etki gösterebilen bir ilaç taşıyıcı sistem tasarlamak ve literatüre yenilikçi bir tedavi stratejisi kazandırmaktır. Gereç ve Yöntem: Başlangıçta, ilaç yüklü kitosan nanopartiküller iyonik jelasyon yöntemi ile üretildi ve polimerik mikroiğnelere gömüldü. Bu biyomalzemeler fizikokimyasal ve morfolojik olarak incelendi. Ek olarak, ilaç salım davranışı, degradasyon ve şişme testleri de uygulandı. Üretilen biyomalzemeler MTT testi kullanılarak SH-SY5Y hücreleri üzerinde sitotoksisite açısından test edildi. Aynı hücre hattı Aβ1-42 ile indüklenerek IC50 tayini ve anti-Alzheimer aktivite değerlendirmesi için de kullanıldı. Hücresel alım floresan mikroskopisi ile doğrulandı. Sinerjik antioksidan aktivite de DCFH-DA boyaması ile incelendi. Aβ1-42 seviyesindeki değişiklikler insan Aβ1–42 ELISA kiti kullanılarak belirlendi. Son olarak, ilaç kombinasyonunun ve biyomalzemelerin PI3K/ Akt/ GSK-3β ve Wnt/ β-katenin yolakları üzerindeki etkisini araştırmak için qRT-PCR yapıldı. Bulgular: Başarılı üretim mikroskopi ile doğrulandı. Kullanılan malzemeler arasındaki uyumluluk fizikokimyasal değerlendirme ile belirlendi. Yapılan in vitro testler sonucunda kurkumin ve donepezil ajanlarının arasında sinerjistik anti-Alzheimer etkisi olduğu gözlemlendi. İlaç yüklü nanopartiküllerin ilaç salım davranışı ile orantılı etki gösterdiğini ve uzun vadeli etki ve salım için uygun olduğu düşünülmektedir. Sonuç: Sonuç olarak üretilen ilaç taşıyıcı sistemin anti-Alzheimer potansiyeli olduğu ve ileri in vivo ve sonrasında klinik çalışmalar için uygun olabileceği kanısına varılmıştır.

Objective: The aim of this study is to evaluate the synergistic effect between curcumin and donepezil, then to load these drugs into nanoparticles in combination, to design an innovative drug delivery system that can be administered to the patient via transdermal application by embedding drug-loaded nanoparticles in microneedles, and to provide an innovative treatment strategy to the literature, which can exhibit potential anti-Alzheimer effect. Materials and Methods: Initially, drug-loaded chitosan nanoparticles were produced with the ionic gelation method and embedded into the polymeric microneedles. These biomaterials were physiochemically and morphologically studied. Additionally, drug release behavior, degradation, and swelling tests were also applied. Eventually, produced biomaterials were tested for cytotoxicity on SH-SY5Y cells using MTT assay. The same cell line was also used for IC50 determination and anti-Alzheimer activity evaluation by inducing with Aβ1-42. Cellular uptake was confirmed through fluorescence microscopy. Synergistic antioxidant activity was also studied through DCFH-DA staining. Changes in Aβ1-42 levels were determined using a human Aβ1–42 ELISA Kit. Finally, qRT PCR was performed to investigate the effect of the drug combination as well as biomaterials on PI3K/ Akt/ GSK-3β and Wnt/ β-catenin pathways. Results: Successful production was affirmed with microscopy. The compatibility among the utilized materials was assured through physiochemical evaluation. As a result of in vitro tests, a synergistic anti-Alzheimer effect was observed between curcumin and donepezil agents. Drug loaded nanoparticles showed a sustained effect with drug release and were grown appropriately for long-term effect and release. Conclusion: As a result, it was concluded that the produced drug delivery system has anti Alzheimer potential and may be suitable for further in vivo and subsequent clinical studies.