Development of Prolonged Release Oil-Core Polymeric Nanocapsule Encapsulating Copper Diethyldithiocarbamate for Treating Lung Cancer

Abstract

Drug repurposing has become an attractive way to treat diseases; it involves the use of compounds with no hazard. Disulfiram (DSF), a well-known drug for the treatment of alcoholism with the approvement of the Food and Drug Administration (FDA) since 1951, has been found to have an anti-cancer effect when chelation with copper (II) ions forming bis (N, N-diethyldithiocarbamate) Cu (II) complex (Cu(DDC)2). The main limitations of Cu(DDC)2 complex areits poor solubility in aqueous media and compromised stability in serum. In this study, nanotechnology has been facilitated to enhance the delivery of this complex to cancer cells by emulsification. Polyethylene glycol (PEG) and polycaprolactone (PCL) have been used to enhance the stability, biocompatibility, and reduce the hydrophobicity of the nanoemulsion, gaining a longer circulation lifetime in the body; increasing the efficiency of the therapy. PEG and PCL have been used in three different ratios including 25:75, 50:50, and 75:25, to detect the most suitable nanoparticle (N.P) properties for the delivery of the drug. Cu(DDC)2 as a free drug has been characterized using FT-IR, UV-vis techniques. The encapsulation efficiency, particle size,zeta potential, drug release, serum stability, and cytotoxicity of the prepared nanoparticles have been studied.

أصبح إعادة استخدام العقاقير المخصصة لمرض ما لعلاج أمراض اخرى طريقة فعالة لعلاج الأمراض؛ حيث أنها تعتمد على استخدام مركبات مدروسة الفعالية والسمية على جسم الانسان مسبقاً، مقللاً مخاطر استخدامها. الدِّيسلفيرامDisulfiram (DSF)، دواء معروف لعلاج إدمان الكحول بموافقة إدارة الغذاء والدواء (FDA) منذ عام 1951، وجد أن له تأثير مضاد للسرطان عند اتحاده مع أيونات النحاس الثنائية مشكلاً مركب (bis (N, N-diethyldithiocarbamate) Cu (II)) ( Cu(DDC)2). تتمثل القيود لاستخدام هذا المركب في قابلية ذوبانه الضعيفة في الأوساط المائية وعدم استقراره في مصل الدم. في هذه الدراسة، تم توظيف تقنية النانو لتحسين إيصال هذا الدواء عن طريق تصنيع مستحلب نانوي، حيث تم استخدام نوعين مختلفين من المبلمرات هما Polyethylene glycol ((PEGوPolycaprolactone((PCL, لتحسين استقرار جزيئات المستحلب النانوية وزيادة توافقها الحيوي وتقليل كرههاللماء،وبالتالي بقاءها فترة أطول في الدورة الدموية وزيادة كفاءة العلاج. تم استخدام PEGوPCL بثلاث نسب مختلفة بما في ذلك 25:75 و50:50 و75:25، للكشف عن أنسب الخصائص للجسيمات النانوية (NP) لإيصال الدواء، حيث تم دراسة العينة المصنعة من Cu(DDC)2باستخدام جهازمطيافية الأشعة تحت الحمراءspectroscopyFT-IR و الطيف المرئي "فوق البنفسجي" UV-vis spectroscopy. تم دراسة كفاءة التغليف للكبسولات المحضرة وحجم الجسيمات وإطلاق الدواء وثبات الكبسولات في المصل والسمية الخلوية للجسيمات النانوية المحضرة.