การพัฒนาพอลิเมอริกไมเซลล์บรรจุซิลิมารินสำหรับป้องกันความเป็นพิษต่อไตจากยาซิสพลาทิน

Abstract

ความเป็นพิษต่อไตเป็นอาการข้างเคียงที่จำกัดการใช้ยาซิสพลาทิน อย่างไรก็ตามมีรายงานว่าซิลิมารินมีฤทธิ์ในการปกป้องไตจากยาซิสพลาทิน เนื่องจากซิลิมารินเป็นสารที่มีค่าการละลายน้ำต่ำนั้น ดังนั้นในการวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาพอลิเมอริกไมเซลล์จากอนุพันธ์ของไคโตซาน(N-benzyl-N,O-succinyl chitosan (BSCS); N-naphthyl-N,O-succinyl chitosan (NSCS); N-octyl-N-O-succinyl chitosan (OSCS) สำหรับบรรจุและเพิ่มการละลายของยาซิลิมารินด้วยวิธีทางกายภาพ โดยพบว่าสามารถบรรจุซิลิมารินในพอลิเมอริกไมเซลล์ BSCS, NSCS และ OSCS ด้วยวิธีระเหยแห้งร่วมกับคลื่นความถี่สูง และวิธีระเหยตัวทำละลายร่วม โดยพบว่าซิลิมารินที่ถูกบรรจุใน OSCS มีประสิทธิภาพในการบรรจุยาได้มากที่สุด เมื่อเพิ่มปริมาณตัวยาเริ่มต้นส่งผลให้ไมเซลล์มีขนาดอนุภาคใหญ่ขึ้น โดยมีขนาดอนุภาคอยู่ในช่วง 160 – 336 นาโนเมตร และแสดงประจุลบ การปลดปล่อยยาจากซิลิมารินพอลิเมอริกไมเซลล์ในสารละลายที่จำลองสภาวะระบบทางเดินอาหาร (กระเพาะอาหารพีเอช 1.2 และเปลี่ยนเป็นลำไส้ พีเอช 6.8) และพีบีเอส พีเอช 7.4 พบว่าการปลดปล่อยซิลิมารินจากซิลิมารินที่บรรจุในพอลิเมอริกไมเซลล์นั้นมีค่าสูงกว่าซิลิมารินเปล่า รวมถึงการศึกษาการดูดซึมผ่านผนังลำไส้ พบว่าการดูดซึมผ่านของซิลิมารินที่บรรจุในพอลิเมอริกไมเซลล์ BSCS และ OSCS นั้นมีค่าสูงกว่าซิลิมารินที่ซิลิมารินเปล่า เนื่องจากพอลิเมอริกไมเซลล์สามารถช่วยเพิ่มการละลายของยาซิลิมารินได้ จากการศึกษาความเป็นพิษต่อเซลล์เพาะเลี้ยง พบว่าซิลิมารินมีความเป็นพิษต่ำต่อเซลล์ไต (RPTEC/TERT1) และเมื่อใช้ในปริมาณสูงจะสามารถลดการเจริญของเซลล์มะเร็งหัวและคอ (HN22) ได้ การให้ซิลิมารินเปล่าและซิลิมารินบรรจุพอลิเมอริกไมเซลล์ร่วมกับการใช้ยาซิสพลาทินทั้งก่อนและให้ร่วมกัน พบว่าซิลิมารินและซิลิมารินบรรจุพอลิเมอริกไมเซลล์ไม่มีผลในการลดประสิทธิภาพของยาซิสพลาทินต่อเซลล์มะเร็ง การให้ซิลิมารินและซิลิมารินบรรจุพอลิเมอริกไมเซลล์ที่ความเข้มข้น 50 และ 100 ไมโครกรัมต่อมิลลิลิตร ก่อนการให้ยาซิสพลาทิน พบว่าซิลิมารินและซิลิมารินบรรจุพอลิเมอริกไมเซลล์มีฤทธิ์ในการปกป้องไตจากความเป็นพิษของยาซิสพลาทินได้ โดยร้อยละของเซลล์ที่อยู่รอดมีค่าสูงกว่าเซลล์ที่ไม่ได้รับซิลิมารินและซิลิมารินบรรจุพอลิเมอริกไมเซลล์ นอกจากนี้การตรวจสอบการตายของเซลล์ยังพบว่าการให้ซิลิมารินและซิลิมารินบรรจุพอลิเมอริกไมเซลล์ก่อนการให้ซิสพลาทินสามารถลดการตายของเซลล์ไตแบบอพ็อพโทรซิสและเนโครซิสได้ สรุปได้ว่าการบรรจุซิลิมารินลงในพอลิเมอริกไมเซลล์สามารถช่วยเพิ่มการละลายของยาได้ และยังมีฤทธิ์ในการปกป้องความเป็นพิษต่อไตจากยาซิสพลาทินได้ Nephrotoxicity is a major side effect which limits the use of cisplatin. Nevertheless, silymarin (SM) has been previously reported to have renoprotective effect against this drug. Since SM is poorly water soluble, this study aimed to incorporate SM into the polymeric micelles made from amphiphilic chitosan derivatives; (N-benzyl-N,O-succinyl chitosan (BSCS);N-octyl-N-O-succinyl chitosan (OSCS);N-naphthyl-N,O-succinyl chitosan (NSCS) using various physical entrapment methods to increase the solubility. SM-loaded BSCS, NSCS and OSCS micelles were successfully prepared via both evaporation and sonication method as well as cosolvent evaporation method with high entrapment efficiency and loading capacity. SM-loaded OSCS micelles showed the highest entrapment efficiency and loading capacity. An increase of the initial amount of silymarin resulted in an increasing in particle size. The particle size was in the range of 160 – 336 nm. All silymarin-loaded micelles were negatively charged. The release behavior of SM-loaded polymeric micelles in gastrointestinal tract (pH 1.2, then changed to 6.8) and phosphate buffer saline pH 7.4 medium was significantly higher than free SM. The in vitro permeation rate of SM-BSCS and SM-OSCS were faster than free drug due to the enhanced solubility. The cytotoxicity study showed that free SM and SM-loaded polymeric micelles had a low toxicity against renal cells (RPTEC/TERT1) and could kill head and neck cancer cells (HN22) viability at the high dose. Pre- or co-treatment of free SM and SM-loaded polymeric micelles did not reduce the killing effects during the treatment with cisplatin, as evaluated by MTT assay. Free SM and SM-loaded polymeric micelles pre-treatment at the concentration of 50 and 100 μg/mL resulted in the renoprotective effects against cisplatin-induced nephrotoxicity. The % cell viability of free SM and SM-loaded polymeric micelles pre-treatment group after cisplatin treatment was higher than that without pre-treatment. Additionally, cell apoptosis and necrosis in the RPTEC/TERT1 cells pre-treatment with SM-loaded polymeric micelles was reduced, compared with cisplatin treatment group. It is suggested that incorporation of SM into polymeric micelles can increase its solubility and exhibit potential nephroprotective effects against cisplatin toxicity.