Riassunto analitico
Il neuroblastoma è il più frequente tumore solido dell’infanzia, caratterizzato da ampia varietà di comportamenti clinici con casi in cui si ha regressione spontanea ed altre forme particolarmente aggressive con una rapida crescita, metastasi e resistenza ai farmaci.
Per migliorare la terapia e ridurre trattamenti non necessari, una classificazione del rischio basata sul tasso di sopravvivenza a cinque anni libera da eventi patologici è stata adottata a livello mondiale; questa include: low risk, intermediate risk e high risk.
Mentre le prime due classi potrebbero ricevere nessun trattamento o un trattamento blando e generalmente avranno una buona prognosi, gli high risk necessitano un approccio aggressivo che porta a tossicità acuta e tardiva, e nonostante ciò questi ultimi hanno spesso una prognosi infausta.
Per migliorare questa condizione sono state indagate nuove strategie come la scoperta di nuovi farmaci e la loro veicolazione, che ha mostrato efficacia anche nel trattamento dei tumori.
L’edelfosina (ED) è un farmaco appartenente alla famiglia degli alkylysofosfolipidi derivati dalla molecola naturale lysofosfatidilcolina, che mostra proprietà immunomodulatrici e un’attività antineoplastica.
Il differente meccanismo d’azione diretto sulle membrane lipidiche, rispetto a quello DNA-diretto dei tradizionali chemioterapici, rende questa molecola un interessante candidato per la terapia antitumorale.
Inoltre, l’edelfosina ha mostrato un’attività selettiva per le cellule tumorali.
Nonostante ciò, effetti collaterali come tossicità gastrointestinale ed effetti emolitici hanno ristretto il suo uso clinico.
Per proteggere dalla tossicità generale e migliorare le caratteristiche di biodisponibilità orale e assorbimento da parte del tumore, negli ultimi anni nanoparticelle lipidiche chiamate Solid Lipid Nanoparticles (SLN) e Nanostructured Lipid Carriers (NLC) sono state valutate come promettenti strumenti nella veicolazione dei farmaci.
In questo studio SLN veicolanti ED (ED-SLN) sono state preparate seguendo il metodo “hot homogenization and ultrasonication”, quindi liofilizzate.
Le particelle sono state caratterizzate in termini di taglia, potenziale zeta e indice di polidispersione attraverso tecniche di dinamic light scattering (DLS); capacità di carico (LC) ed efficienza di incapsulamento (EE) sono state inoltre calcolate in seguito alla quantificazione del farmaco caricato, mediante tecnica UHPLC-MS/MS.
In seguito, l’effetto citotossico dell’edelfosina come farmaco libero e incapsulata è stato testato su due linee di neuroblastoma umano: SH-SY5Y e SK-N-BE2, rispettivamente senza e con l’amplificazione dell’oncogene MYCN in quale rende il tumore particolarmente aggressivo e resistente.
Un saggio MTS è stato effettuato per verificare la vitalità delle cellule.
Dopo liofilizzazione le ED-SLN avevano una taglia di 159.5 ± 7.65 nm, PDI di 23 ± 0.008 e un potenziale Z di -17.4 ± 3.63 mV.
Il saggio di vitalità cellulare sulle SH-SY5Y ha dato IC50 simili per edelfosina libera e ED-SLN, di rispettivamente 1.38 ± 0.18 uM e 1.21 ± 0.12 uM.
Per le SK-N-BE2, le IC50 sono risultate 6.50 ± 1.20 uM per l’edelfosina libera e 57.69 ± 3.61 uM per le ED-SLN.
Per entrambe le linee cellulari sono state testate inoltre nanoparticelle non caricate per assicurare che la tossicità fosse dovuta solamente al farmaco e non al lipide.
Le nanoparticelle ottenute sono risultate di taglia omogenea, con buone capacità di carico ed efficienza di incapsulamento.
L’attività dell’edelfosina si è dimostrata differente per le due linee cellulari e un risultato inaspettato è stato ottenuto con le nanoparticelle sulle cellule portanti l’amplificazione; ulteriori ricerche si vedono necessarie per comprendere il ruolo delle nanoparticelle lipidiche nella veicolazione di questo farmaco.
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Abstract
Neuroblastoma is the most frequent solid tumor in infancy, characterized by a wide variety of clinical behavior with cases that undergo spontaneous regression, and particularly aggressive forms with rapid growth, development of metastasis and drug resistance.
To improve the therapy and reduce unnecessary treatments, a risk classification based on the five-year event free survival rate is now adopted worldwide. This include low risk, intermediate risk and high risk.
While low and intermediate risk patients could receive no treatment or light treatment and generally have a good prognosis, those at high risk need an aggressive approach that leads to acute or late toxicity. Despite this, they often have a poor outcome.
To improve this situation, research has focused on new strategies such as discovery of new drugs and delivery technologies, some of which have proven effectiveness also in tumor treatment.
Edelfosine (ED) is a member of the alkylysophospholipids family derived from natural lysophosphatidylcoline, which shows immunomodulatory proprieties and anti-cancer activity.
Its mechanism of action directed on lipid membranes, compared to the DNA-directed action of traditional chemotherapeutic agents, makes this molecule an interesting new candidate for cancer therapy. Moreover, edelfosine shows selective activity for tumor cells.
Nevertheless, side effects like gastrointestinal toxicity and hemolytic effects have so far restricted its clinical use.
In this view, strategies to protect from general toxicity and improve characteristics of oral bioavailability and tumor absorption have been investigated. Particularly in recent years, lipid nanoparticles called Solid Lipid Nanoparticles (SLN) and Nanostructured Lipid Carriers (NLC) have been extensively evaluated as promising tools for drug delivery.
In this study, SLN carrying ED (ED-SLN) were prepared following the hot homogenization and ultrasonication method and then lyophilized.
They were characterized in term of size, zeta potential and polydispersity index through Dynamic Light scattering (DLS) techniques. Loading capacity (LC) and encapsulation efficiency (EE) were calculated after quantification of the loaded drug by UHCPLC-MS/MS method.
After that, the cytotoxic effect of edelfosine as free drug and encapsulated was tested on two lines of human neuroblastoma: SH-SY5Y and SK-N-BE2, respectively without and with the amplification of the MYCN oncogene that makes the tumor particular aggressive, resistant and prone torecurrence.
An MTS assay was performed to assess the viability of the cells.
After the lyophilization process ED-SLN had an average size of 159.5 ± 7.65 nm, a PDI of 0.23 ± 0.008 and a Z-potential of -17.4 ± 3.63 mV.
Viability assay on SH-SY5Y gave similar IC50 for free ED and ED-SLN, respectively 1.38 ± 0.18 uM and 1.21 ± 0.12 uM.
For SK-N-BE2, the IC50 were 6.50 ± 1.20 uM for free ED and 57.69 ± 3.61 uM for ED-SLN.
Both cells were also tested with blank nanoparticles to ensure that the toxicity was only due to the drug and not to the lipid.
Nanoparticles obtained with hot homogenization and ultrasonication method were homogeneous in size, with good loading capacity and encapsulation efficiency.
The activity of edelfosine proved different for the two different cell lines and an unexpected result was obtained with the nanoparticles on MYCN-oncogene amplified-cells. Further research is therefore necessary to understand the role of lipid nanoparticles for the delivery of this drug.
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