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  • Core-shell polymer nanoparticles for prevention of GSH drug detoxification and cisplatin delivery to breast cancer cells.

Core-shell polymer nanoparticles for prevention of GSH drug detoxification and cisplatin delivery to breast cancer cells.

Nanoscale (2015-10-16)
Bapurao Surnar, Kavita Sharma, Manickam Jayakannan
ZUSAMMENFASSUNG

Platinum drug delivery against the detoxification of cytoplasmic thiols is urgently required for achieving efficacy in breast cancer treatment that is over expressed by glutathione (GSH, thiol-oligopeptide). GSH-resistant polymer-cisplatin core-shell nanoparticles were custom designed based on biodegradable carboxylic functional polycaprolactone (PCL)-block-poly(ethylene glycol) diblock copolymers. The core of the nanoparticle was fixed as 100 carboxylic units and the shell part was varied using various molecular weight poly(ethylene glycol) monomethyl ethers (MW of PEGs = 100-5000 g mol(-1)) as initiator in the ring-opening polymerization. The complexation of cisplatin aquo species with the diblocks produced core-shell nanoparticles of 75 nm core with precise size control the particles up to 190 nm. The core-shell nanoparticles were found to be stable in saline solution and PBS and they exhibited enhanced stability with increase in the PEG shell thickness at the periphery. The hydrophobic PCL layer on the periphery of the cisplatin core behaved as a protecting layer against the cytoplasmic thiol residues (GSH and cysteine) and exhibited <5% of drug detoxification. In vitro drug-release studies revealed that the core-shell nanoparticles were ruptured upon exposure to lysosomal enzymes like esterase at the intracellular compartments. Cytotoxicity studies were performed both in normal wild-type mouse embryonic fibroblast cells (Wt-MEFs), and breast cancer (MCF-7) and cervical cancer (HeLa) cell lines. Free cisplatin and polymer drug core-shell nanoparticles showed similar cytotoxicity effects in the HeLa cells. In MCF-7 cells, the free cisplatin drug exhibited 50% cell death whereas complete cell death (100%) was accomplished by the polymer-cisplatin core-shell nanoparticles. Confocal microscopic images confirmed that the core-shell nanoparticles were taken up by the MCF-7 and HeLa cells and they were accumulated both at the cytoplasm as well at peri-nuclear environments. The present investigation lays a new foundation for the polymer-based core-shell nanoparticles approach for overcoming detoxification in platinum drugs for the treatment of GSH over-expressed breast cancer cells.

MATERIALIEN
Produktnummer
Marke
Produktbeschreibung

Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, Hybri-Max, sterile-filtered, BioReagent, suitable for hybridoma, ≥99.7%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, ACS reagent, ≥99.9%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, for molecular biology
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, sterile-filtered, BioPerformance Certified, meets EP, USP testing specifications, suitable for hybridoma
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, ReagentPlus®, ≥99.5%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, ≥99.5% (GC), suitable for plant cell culture
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Thiazolylblau-Tetrazoliumbromid, 98%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
3-Chlorperbenzoesäure, ≤77%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Thiazolylblau-Tetrazoliumbromid, powder, BioReagent, suitable for cell culture, suitable for insect cell culture, ≥97.5% (HPLC)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Kalium-tert-butoxid, reagent grade, ≥98%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
L-Glutathion reduziert, suitable for cell culture, BioReagent, ≥98.0%, powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Phenol -Lösung, BioReagent, Equilibrated with 10 mM Tris HCl, pH 8.0, 1 mM EDTA, for molecular biology
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Sigma-Aldrich
Kaliumtert-butoxid -Lösung, 1.0 M in THF
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Zinn(II)-2-Ethylhexanoat, 92.5-100.0%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, BioUltra, for molecular biology, ≥99.5% (GC)
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
cis-Diamminplatin(II)-dichlorid, crystalline
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
o-Phenylendiamin, flaked, 99.5%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Phenol -Lösung, BioReagent, Saturated with 0.01 M citrate buffer, pH 4.3 ± 0.2, for molecular biology
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Phenol, ≥99%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Pyridiniumchlorchromat, 98%
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Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, PCR Reagent
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
tert-Butylacrylat, contains 10-20 ppm monomethyl ether hydroquinone as inhibitor, 98%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
o-Phenylendiamin, Peroxidase substrate, ≥98.0%, powder
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Triethylenglycolmonomethylether, 95%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Phenol, natural, 97%, FG
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Dimethylsulfoxid, anhydrous, ≥99.9%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Supelco
Phenol -Lösung, certified reference material, 500 μg/mL in methanol
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
cis-Diaminplatin(II)-dichlorid, ≥99.9% trace metals basis
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
L-Glutathion reduziert, ≥98.0%
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.
Sigma-Aldrich
Kalium-tert-butoxid, sublimed grade, 99.99% trace metals basis
Preise und Verfügbarkeit sind derzeit nicht verfügbar.