Design, Synthesis and In Vitro Studies of Lipophilic Mixed Aliphatic/Aromatic Platinum(II/IV) Derivatives that are Encapsulated in Novel Drug Delivery Systems

Date
2024-05-11
Authors
Hebah Ibrahim Ali Damdoum
هبه ابراهيم علي دمدوم
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
Research on synthesizing new anticancer compounds with minimal side effects is ongoing, with platinum-based drugs renowned worldwide for their anti-tumor properties. The main hypothesis of our study is that the choice of suitable chelating ligands for the platinum center in both oxidation states (Pt(II) or Pt(IV)) significantly influences the processing of these molecules and the nature of the lipid-based nano-delivery system. The physicochemical properties of the ligand substituents coordinated to the Pt center also strongly affect the dispersion of Pt-based complexes in drug delivery systems, such as niosomal layers. This study focuses on the synthesis and investigation of new platinum(II/IV) derivatives with aliphatic and aromatic ligands encapsulated in niosomal vesicles. Characterization was performed using Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR) spectroscopy and nuclear magnetic resonance iv (NMR). The influence of the encapsulated ligands of platinum-loaded niosomal formulations on size, polydispersity, and loading efficiency was highlighted by using various novel types of platinum ligands. In vitro, studies on liver cancer cells (HepG2 and Hep3B) and the human hepatic stellate cell line (LX2) showed promising cytotoxic effects compared to those of cisplatin, miriplatin, and oxaliplatin. The results indicated that smaller and more compact ligands, such as NBA, have better loading efficiency in the niosomal formulation compared to bulkier ligands like DACH. There were also clear connections between compounds with high lipophilicity, such as myristate, and increased potency against cancer cell lines, likely due to interactions with lipidic compounds and non-ionic surfactants in the niosomes. In conclusion, this study introduces novel platinum(II/IV) compounds that show significant cytotoxic effects in liver cancer cells, highlighting the need for further investigation. This underscores the critical role of achieving well-balanced lipophilicity in drug delivery systems to enhance anticancer activity, minimize drug resistance, and ensure efficient tumor penetration. Further research is essential to understand and optimize these promising platinum-based formulations fully.
لا تزال الأبحاث مستمرة حول تصنيع مركبات جديدة مضادة للسرطان مع الحد الأدنى من الآثار الجانبية، حيث تشتهر الأدوية المعتمدة على البلاتين في جميع أنحاء العالم بخصائصها المضادة للأورام. الفرضية الرئيسية لدراستنا هي أن اختيار الرابطة او الروابط المناسبة لمركز البلاتين في كلتا حالتي الأكسدة (Pt(II) أو Pt(IV)) لها تأثير كبير على كيفية استقبال الدواء من خلال الجزيئات في انطمة تسليم الخلايا النانو ذات التركيبة الدهنية حيث ان تشتت الدواء البلاتيني المصنع في أنظمة توصيل الدواء مثل طبقة دهنية في حويصلات نيوزوم و ليبوزوم ، يتأثر بشدة بالخصائص الفيزيائية والكيميائية الروابط المنسقة مع مركز البلاتين. تركز هذه الدراسة على تصنيع مركبات جديدة من مشتقات البلاتين (II/IV) مع بروابط أليفاتية وعطرية مغلفة في حويصلات نيوزومية. تم فحص هذه المركبات باستخدام التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (FTIR) / (ATR) والرنين النووي المغناطيسي (NMR). في المختبر، و أظهرت الدراسات التي أجريت على خلايا سرطان الكبد (HepG2 وHep3B-) وخلايا الكبد البشرية (LX2) تأثيرات سامة للخلايا واعدة مقارنة بالسيسبلاتين. وميريبلاتين وأوكساليبلاتين. أشارت النتائج إلى أن الروابط الأصغر والأكثر إحكاما، مثل NBA، تتمتع بكفاءة تحميل أفضل في تركيبة النيوزومال مقارنة بالروابط الأكبر حجمًا مثل DACH. كانت هناك أيضًا روابط واضحة بين المركبات ذات المحبة العالية للدهون، مثل الميريستات، وزيادة الفعالية ضد خطوط الخلايا السرطانية، ويرجع ذلك على الأرجح إلى التفاعلات مع المركبات الدهنية والمواد السطحي غير الأيونية في النيوزومات. في الختام، تقدم هذه الدراسة مركبات البلاتين(II/IV) جديدة التي تظهر تأثيرات سامة للخلايا على خلايا الكبد السرطانية، مما يشير إلى الحاجة إلى مزيد من التحقيق. وكما إنه يسلط الضوء على الدور الحاسم لتحقيق توازن بين تصنيع المركب و نظام توصيل الدواء لتعزيز النشاط المضاد للسرطان، وتقليل مقاومة الأدوية، وضمان اختراق الورم بكفاءة. يعد إجراء مزيد من الأبحاث أمرًا ضروريًا لفهم هذه التركيبات الواعدة القائمة على البلاتين وتحسينها بشكل كامل.
Description
Keywords
Citation