Comparative cytotoxic activity of lutein or cisplatin doped with liposomes against breast cancer cell lines after radiotherapy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Interactions of the anticancer drug cisplatin or the antioxidant drug lutein with liposomes as model membranes were characterized. All liposomes had the almost spherical shape, taking into account that lyposomes without the said drugs were more evenly dispersed and tended to aggregate less. The mean size diameter of empty liposomal samples was 617.90 ± 75.64 nm, while liposomes loaded with cisplatin, lutein and a cisplatin+lutein combination were 425.60 ± 64.74 nm, 877.85 ± 93.90 nm and 189.91 ± 136.84 nm, respectively, in diameter. The incorporation of cisplatin or lutein into liposome membranes resulted in an increase in the zeta potential values. The lowest zeta potential value was achieved in lyposomes containing cisplatin in combination with lutein. The addition of cisplatin to liposomes caused a shift in the melting temperature towards higher values than those of the main peak of empty liposomes indicating a conformational disorder within the phospholipids. Encapsulation of lutein into liposomes resulted in the disappearance of the main characteristic endothermic peak of pure liposomes. FTIR spectroscopy confirmed the interaction of lutein or cisplatin with functional groups in liposomes. In the absence of external gamma-irradiation, the IC50 value for free lutein in the cytotoxic assay with MCF-7 treated cells was 10.62 gg/ml, while free cisplatin showed the IC50 value of 41.02 gg/ml. IC50 was 65.84 gg/ml and 34.29 gg/ml for nanoliposomal lutein and cisplatin, respectively. Using the combined therapy of gamma irradiation at dose rate 5 Gray followed by 10 Gray, the IC50 value for free lutein changed from 17.0 to 9.5 gg/ml. IC50 for free cisplatin changed from 51.00 to 43.09 gg/ml. This study showed that cytotoxic effect of a standard form of lutein is stronger than that of nanoliposomal lutein. The current evidence reveals a new regimen for the treatment during which replacing cisplatin with free lutein increases anticancer activity against the MCF-7 cancer cell line.

About the authors

R. A Lafta

Helwan University

Cairo, Egypt

M. W Shafaa

Helwan University

Email: shafaa@science.helwan.edu.eg
Cairo, Egypt

W. M Darwish

Department of Polymers and Pigments, National Research Centre

Giza, Egypt

M. S El-nagdy

Helwan University

Cairo, Egypt

References

  1. T. Tarver, Cancer facts & figures (American Cancer Society, Atlanta, 2012).
  2. S. V. Talluri, G. Kuppusamy, V. V. S. R. Karri, et al., Drug Delivery, 23 (4), 1291 (2016).
  3. S. E. Leucuta, Curr. Clin. Pharmacol., 5, 257 (2010).
  4. M. Khvedelidze, T. Mdzinarashvili, E. Shekiladze, et al., J. Liposome Res., 25, 20 (2015).
  5. Q. Q. Zhang, J. Chen, D. L. Zhou, et al., Int. J. Biol. Sci., 13 (4), 471 (2017).
  6. J. Chen, Z. Zhou, Y. Yao, et al., J. Cell. Mol. Med. 22, 4760 (2018).
  7. L. Cui, S. Her, M. Dunne, et al., Radiat. Res., 187 (2), 147 (2017).
  8. N. Sisin, K. Abdul Razak, S. Zainal Abidin, et al., Int. J. Nanomed., 14, 9941 (2019).
  9. R. Baskar, K. A. Lee, R. Yeo, K.-W. Yeoh, Int. J. Med. Sci., 9 (3), 193 (2012).
  10. B. Yan, M. S. Lu, L. Wang, et al., Br. J. Nutr., 115, 129 (2016).
  11. E. J. Johnson, Nutr. Rev., 72, 605 (2014).
  12. T. Tanaka, M. Shnimizu, and H. Moriwaki, Molecules, 17, 3202 (2012).
  13. A. D. Bangham, M. W. Hill, and N. G. A. Miller, In Methods in Membrane Biology, ed. by E. D. Karn (Plenum Press, New York, 1974), Vol. 1, pp. 1-68.
  14. M. W. Shafaa, H. A. Diehl, and C. Socaciu, Biophys. Chem., 129, 111 (2007).
  15. D. B. Rodriguez-Amaya, A guide to carotenoid analysis in foods, Vol. 71 (ILSI Press, Washington, 2001).
  16. P. K. Bellamakondi, A. Godavarthi, M. Ibrahim, et al., Asian J. Pharm. Clin. Res., 7 (2), 17 (2014).
  17. U. Katzel, PhD Thesis (Technische Universitat, Dresden, 2007), http://nbn-resolving.de/urn:nbn: de:swb:14-1197634640783-66357.
  18. A. Sujak, J. Gabrielska, and W. Grudzecki, Arch. Biochem. Biophys., 371, 301 (1999).
  19. D. Paolino, M. Fresta, P. Sinha, and M. Ferrari, In Encyclopedia of medical devices and instrumentation, 2nd ed., Ed. by J. G. Webster (Wiley, New York, 2006), pp. 437-495
  20. L. Plank, C. E. Dahl, and B. R. Ware, Chem. Phys. Lipids, 36 (4), 319 (1985).
  21. J. W. Klein, B. R. Ware, G. Barclay, and H. R. Petty, Chem. Phys. Lipids, 43 (1), 13 (1987).
  22. S. Law, W. Lo, S. Pai, and G. The, Int. J. Pharmaceut., 43 (3), 257 (1988).
  23. K. Makino, T. Yamada, M. Kimura, et al., Biophys. Chem., 41 (2), 175 (1991).
  24. I. Kolman, N. Pippa, A. Meristoudi, et al., J. Therm. Analysis Calorimetry, 123 (3), 2257 (2016).
  25. K. A. Riske, R. P. Barroso, C. C. Vequi-Suplicy, et al., Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes, 1788 (5), 954 (2009).
  26. R. Koynova and M. Caffrey, Biochim. Biophys. Acta - Rev. Biomembranes, 1376 (1), 91 (1998).
  27. C. H. Spink, Methods Cell Biol., 84, 115 (2008).
  28. M. W. Shafaa, N. M. Sabra, and R. A. Fouad, Biopharmaceut. Drug Disposition, 32 (9), 507 (2011).
  29. T. B. Pedersen, T. Kaasgaard, M. 0. Jensen, et al., Biophys. J., 89 (4), 2494 (2005).
  30. A. V. Popova and D. K. Hincha, Biophys. J. 93 (4), 1204 (2007).
  31. W. I. Gruszecki and K. Strzaika, Biochim. Biophys. Acta - Mol. Basis of Disease, 1740 (2), 108 (2005).
  32. N. Fa, S. Ronkart, A. Schanck, et al., Chem. Phys. Lipids, 144 (1), 108 (2006).
  33. S. S. Bafna, T. Sun, and D. G. Baird, Polymer, 34 (4), 708 (1993).
  34. A. Blume, Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 1, 64 (1996).
  35. F Severcan, I. Sahin, and N. Kazanci, Biochim. Biophys. Acta - Biomembranes, 1668 (2), 215 (2005).
  36. M. M. Mady, M. W. Shafaa, E. R. Abbase, and A. H. Fahium, Cell biochem. biophys., 62 (3), 481 (2012).
  37. K. Kushwaha, J. Saxena, B. K. Tripathi, and M. K. Agarwal, J. BioSci. Biotechnol., 3 (3), 253 (2014).
  38. M. J. Llansola-Portoles, A. A. Pascal, and B. Robert, J. Roy. Soc.Interface., 14 (135), 20170504 (2017).
  39. A. Blume, W. Hubner, and G. Messner, Biochemistry., 27, 8239 (1988).
  40. W. Grudzinski, L. Nierzwicki, R. Welc, et al., Sci. Rep., 7 (1), 1 (2017).
  41. P. R.-R. Sowmya, B. P. Arathi, K. Vijay, et al., Food Chem. Toxicol., 106, 58 (2017).
  42. X. Gong, J. R. Smith, H. M. Swanson, and L. P.Rubin, Molecules, 23 (4), 905 (2018).
  43. X. D. Zhang, D. Wu, X. Shen, et al., Biomaterials, 33 (27), 6408 (2012).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».