Details

Данная работа посвящена разработке и сравнительной оценке гибридных наноносителей на основе диоксида кремния (Si-НЧ) с полимерными и липидными оболочками для пероральной доставки метотрексата при терапии колоректального рака. Для этого сформулированы следующие задачи: синтезировать и охарактеризовать модифицированные Si-НЧ, оценить их коллоидную стабильность и кинетику высвобождения в модельных средах, а затем исследовать клеточный захват, биораспределение и противоопухолевую эффективность. Исследование проводилось методами электронной микроскопии, ДСР, ИК-спектроскопии, конфокальной микроскопии, теста на клеточную токсичность AlamarBlue, флуоресцентной визуализации и гистологического исследования. В процессе исследования была подтверждена высокая эффективность загрузки метотрексата (~99,3%) и pH-зависимый профиль высвобождения, обеспечивающий защиту препарата в желудке и контролируемый выход в кишечнике. Однако было выявлено, что катионное ПЭИ-покрытие, несмотря на максимальное ингибирование роста опухоли, ассоциируется с системной токсичностью, тогда как полимер-липидное ТПГС-покрытие обеспечивает оптимальное соотношение эффективности и безопасности. Результаты данной работы могут быть использованы для дальнейших доклинических исследований пероральных наносистем доставки противоопухолевых препаратов, а также для оптимизации гибридных кремниевых платформ в терапии солидных новообразований желудочно-кишечного тракта.

This paper focuses on the development and comparative evaluation of hybrid silicon dioxide-based nanocarriers (Si-NPs) with polymer and lipid shells for the oral delivery of methotrexate in colorectal cancer therapy. To this end, the following objectives were formulated: to synthesize and characterize modified Si-NPs, evaluate their colloidal stability and release kinetics in model environments, and then investigate cellular uptake, biodistribution, and antitumor efficacy. The study was conducted using electron microscopy, DLS, IR spectroscopy, confocal microscopy, the AlamarBlue cellular toxicity assay, fluorescence imaging, and histological examination. The study confirmed high methotrexate loading efficiency (~99.3%) and a pH-dependent release profile, ensuring drug protection in the stomach and controlled release in the intestine. However, it was revealed that the cationic PEI coating, despite maximal tumor growth inhibition, is associated with systemic toxicity, whereas the polymer-lipid TPGS coating provides an optimal balance of efficacy and safety. The results of this work can be used for further preclinical studies of oral nanosystems for the delivery of antitumor drugs, as well as for the optimization of hybrid silicon platforms in the treatment of solid tumors of the gastrointestinal tract.