Sentinel Lenf Nodu Görüntüleme ve Tedavisi İçin Metilen Mavisi Enkapsüle Edilmiş, Tc-99m İşaretli Çok-Fonksiyonlu Lipozomların Formülasyonu

The Formulation of Methylene Blue Encapsulated, Tc-99m Labeled Multifunctional Liposomes for Sentinel Lymph Node Imaging and Therapy

Abstract

Amaç: Metilen mavisi (MV) yakın infrared (NIR) görüntüleme ve foto-dinamik tedavi (PDT) için, ışığa maruziyet sonrası reaktif oksijen radikalleri üreterek apoptozu indükleyen sıklıkla kullanılan bir boyadır. MV’nin hücre membranlarından zayıf penetrasyonu etkinliğini kısıtlayan bir faktördür. Azalmış hücresel alımı lipozomlar gibi ilaç taşıyıcı sistemlere enkapsülasyonu ile önlenebilir. Ek olarak, tümörlerin artmış geçirgenlik ve tutulum özellikleri nanotaşıyıcıların hedef bölgede tutulumunu sağlar. Gereç ve Yöntemler: Nanoboyutlu, MV enkapsüle edilmiş, Tc-99m radyo-işaretli Lipoid S PC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE ve DPPC:PEG2000- PE:Chol:DTPA-PE multifonksiyonel teranostik lipozomları daha kesin görüntüleme ve cerrahiye yardımcı olabilecek tedavi sağlayabilmek amacıyla; 1) NIR görüntüleme, 2) sentinel lenf nodlarının (SLN) gama prob ile tayini ve 3) PDT’yi aynı lipozomal sistemde dizayn edilebilen formülasyonlar olarak hazırlanmıştır. Lipozomların karakterizasyonu partikül boyutu, zeta potansiyeli, fosfolipit içeriği ve enkapsülasyon etkinliği ölçülerek yapılmıştır. Ayrıca, MV’sinin in vitro salım profili ve fiziksel stabilitesi altı aylık sürede belirli zaman aralıklarında ortalama partikül boyutu, zeta potansiyeli, enkapsülasyon etkinliği ve fosfolipit içeriği oda sıcaklığında (25°C) ve 4°C’de ölçülerek değerlendirilmiştir. Bulgular: Tc-99m radyo-işaretli, nanoboyutlu Lipoid S PC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE ve DPPC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE lipozomları uygun partikül boyutu (100 nm civarında), zeta potansiyeli (-9 mV’den -13 mV’e dek), enkapsülasyon etkinliği (%10 civarında), fosfolipit etkinliği (%85-90 civarında) ve salım profili göstermiştir. Ayrıca, 4°C’de saklandıklarında lipozomlar 3 ay boyunca stabil kalmıştır. Sonuç: MV enkapsüle, Tc-99m radyo-işaretli, nanoboyutlu Lipoid S PC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE ve DPPC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE lipozomlarının SLN’nın gama probla tayin edilebilmesi, NIR görüntüleme ve PDT için potansiyellerinin olduğu bulunmuştur. İn vitro ve in vivo görüntüleme ve tedavi etkinliklerinin daha kesin sonuca ulaşmak için değerlendirilmesi gerekmektedir ve bu konudaki çalışmalarımız devam etmektedir.

Özet

Objectives: Methylene blue (MB) is a commonly used dye that can be used for near-infrared (NIR) imaging and photodynamic therapy (PDT) byproducing reactive oxygen species after light exposure, inducing apoptosis. The limiting factor of MB is its poor penetration through cell membranes.Its decreased cellular uptake can be prevented by encapsulation in drug delivery systems such as liposomes. Additionally, the enhanced permeabilityand retention effect of tumors enables enhanced accumulation of nanocarriers at the target site.Materials and Methods: Nanosized, MB encapsulated, Tc-99m radiolabeled Lipoid S PC:PEG2000-PE:Chol: DTPA-PE and DPPC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE liposomes were formulated to design multifunctional theranostic nanocarriers for: 1) NIR imaging, 2) gamma probe detectionof sentinel lymph nodes (SLNs), and 3) PDT, which can provide accurate imaging and therapy helping surgery with a single liposomal system.The characterization of liposomes was performed by measuring particle size, zeta potential, phospholipid content, and encapsulation efficiency.Additionally, the in vitro release profile of MB and physical stability were also evaluated over 6 months at determined time intervals by measuringthe mean particle size, zeta potential, encapsulation efficiency, and phospholipid content of liposomes kept at room temperature (25°C) and 4°C.Results: Tc-99m radiolabeled, nanosized Lipoid S PC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE and DPPC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE liposomes showedsuitable particle size (around 100 nm), zeta potential (-9 to -13 mV), encapsulation efficiency (around 10%), phospholipid efficiency (around 85-90%), and release profiles. Additionally, the liposomes found stable for 3 months especially when kept at 4°C.Conclusion: MB encapsulated, Tc-99m radiolabeled, nanosized Lipoid S PC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PE and DPPC:PEG2000-PE:Chol:DTPA-PEliposomes were found to have potential for SLN imaging by gamma probe detection, NIR imaging, and PDT. In vitro and in vivo imaging andtherapeutic efficiency should be definitely evaluated to enable a final decision and our studies on this research topic are continuing.